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Pág. UNIDAD I Introducción a la ciencia Cap. 1 La ciencia, su método y su importancia ........................................................... 5 Cap. 2 La Biología y su campo de estudio .................................................................. 11 Cap. 3 Materia viva y sus características más importantes ........................................... 19 Repaso ........................................................................................................... 30 UNIDAD II Los alimentos Cap. 1 Composición química de la materia ............................................................... 34 Cap. 2 Estudio de las biomoléculas (parte I) ................................................................ 40 Cap. 3 Estudio de las biomoléculas (parte II) ............................................................... 48 Cap. 4 Proteínas ......................................................................................................... 59 Cap. 5 Ácidos nucleicos ............................................................................................. 65 Repaso ........................................................................................................... 72 Elementos de Biología 2013 - TRILCE Departamento de Publicaciones Lima - Perú TRCO3SLIBI1B-2B-13.indd UNIDAD III La célula como unidad básica de la vida Cap. 1 Introducción a la Biología celular (Citología) .................................................. 76 Cap. 2 Estudio de la célula procariota ........................................................................ 82 Cap. 3 Estudio de la célula eucariota .......................................................................... 88 Cap. 4 Estudio del citoplasma ..................................................................................... 94 Pág. Cap. 5 Estudio del núcleo celular .............................................................................. 102 Cap. 6 Metabolismo celular (bioenergética) ............................................................... 108 Cap. 7 Respiración celular (bioenergética) ................................................................. 118 Cap. 8 Ciclo celular I ................................................................................................. 126 Cap. 9 Ciclo celualr II ................................................................................................ 133 Pág. UNIDAD IV Continuidad de la vida humana Cap. 1 Introducción al desarrollo humano .................................................................. 141 Cap. 2 Fecundación .................................................................................................... 148 Cap. 3 Desarrollo prenatal .......................................................................................... 154 UNIDAD V Principios de genética Cap. 1 Introducción a la genética ............................................................................... 163 Cap. 2 Leyes de la herencia I ...................................................................................... 168 Cap. 3 Leyes de la herencia II .................................................................................... 172 Cap. 4 Herencia no mendeliana I .............................................................................. 176 Cap. 5 Herencia no mendeliana II ............................................................................. 180 Cap. 6 Principio de biotecnología .............................................................................. 186 UNIDAD I Introducción a la ciencia Comprensión de la información • Reconocer a la ciencia como base del desarrollo humano. • Identificar los tipos de ciencias y valorar su importancia. • Aplicar el método científico en los diferentes fenómenos naturales. • Valorar a la Biología dentro del desarrollo de la humanidad. • Identificar las ramas de la Biología y su aplicación en el conocimiento humano. Indagación y experimentación • Investigar sobre los nuevos avances de la ciencia. Aprendizajes esperados ¿Cuánto conocimiento puede adquirir el hombre, sabiendo que su capacidad es ilimitada? ¿Algún día lograremos explicar todos los fenómenos que ocurren en la naturaleza? ¿La ciencia será capaz de evitar el avance de la contaminación ambiental? 5 www.trilce.edu.pe Tercer año de secundaria UNIDAD La ciencia, su método y su importancia ¿Qué es el conocimiento? Se denomina conocimiento a un conjunto de nociones y saberes que se tiene acerca de una realidad o de un objeto. Existen dos clases de conocimientos: empírico y científico. 1. Conocimiento empírico Llamado también “cotidiano”. Es aquel conocimiento que se aprende día tras día como producto de nuestra experiencia con el mundo que nos rodea. 2. Conocimiento científico Llamado también “racional”. Es aquel conocimiento que se aprende de los libros, revistas, conferencias, etc., o al llevar a cabo estudios superiores sobre una materia en especial. Este conocimiento si pretende averiguar las causas y los efectos de los fenómenos observados, para ello se vale de la investigación, el análisis, la experimentación y la explicación racional y objetiva de tales causas y efectos: conocer que la vida se forma de la unión de un espermatozoide con un óvulo, lo cual se lleva a cabo en un órgano femenino llamado trompa de Falopio, dicha unión origina una célula llamada cigoto, que luego da origen al embrión y, finalmente, al feto. 1 ¿Qué es la ciencia? Se denomina “ciencia” a un conjunto de cono- cimientos ordenados, sintetizados y comproba- bles, que permiten explicar y comprender las causas de los fenómenos naturales. ¿La ciencia permitirá que permanezcamos sobre la Tierra? Las ciencias dan nuevas expectativas de vida para la humanidad. ht tp :// w w w .m ad ri m as d. or g/ bl og s/ te cn oc id an os /w p- co nt en t/ bl og s. di r/2 1/ fil es /3 5/ o_ Fe ria _c ie nc ia _2 00 7_ D SC _0 98 5_ av g- 04 3. jp g ht tp :// w w w .g ob hu ila .g ov .c o/ cm s/ im ag es /s to ri es /p re ns a/ ci en t. jp g Unidad I - Capítulo 1 6 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 Observación: Las “ciencias puras” buscan o producen nuevos conocimientos, mientras que las “ciencias aplicadas” buscan la manera de darle uso a los conocimientos científicos ya existentes, para ello se valen de un conjunto de técnicas denominadas “tecnología”. Ciencias abstractas, ideales o formales Ciencias reales Matemática Lógica Computación Estadística Puras Naturales Sociales Aplicadas Puras Aplicadas Física Ing. Mecánica Astronomía Ing. Electrónica Óptica Ing. Civil Mecánica Química Biología Medicina Zoología Farmacia Botánica Ing. Agraria Genética Biotecnología Bioquímica Ing. Genética Geología Ing. Geológica Geografía Ing. de Minas Meteorología Puras Aplicadas Sociología Trabajo social Antropología Demografía Arqueología Economía política Historia Lingüística Economía Ciencias de la comunicación Derecho Educación Ing. Química ¿Cómo se clasifican las ciencias? Las ciencias pueden ser clasificadas de la siguiente manera: Unidad I - Capítulo 1 7 Biología Tercer año de secundariawww.trilce.edu.pe El Método Científico Se denomina Método Científico a un conjunto de técnicas y procedimientos que permiten estudiar, comprender y explicar las causas y efectos de un fenómeno natural. Mediante el uso adecuado de este método, la Biología investiga acerca de losfenómenos biológicos y obtiene nuevos conocimientos. Etapas del Método Científico Son las siguientes: 1. Observación En esta etapa se registran todos los datos posibles del fenómeno que será estudiado, para ello, el investigador se vale de sus sentidos (vista, olfato, oído, etc.) o se apoya en instrumentos como: microscopios, lupas, termómetros, cámaras fotográficas, etc. Luego del registro de datos, el investigador estará en condiciones de plantearse un problema en relación a lo observado y a buscar la solución. 2. Hipótesis En esta etapa, el investigador propone una posible respuesta o solución al problema planteado. La hipótesis es una idea que tiene que ser sometida a prueba para demostrar su validez. Toda hipótesis pretende dar una explicación acerca de las causas que originan un fenómeno. 3. Experimentación En esta etapa, el investigador realiza una serie de actividades necesarias para comprobar su hipótesis. Se realiza las veces que sea necesario. Puede hacerse en un laboratorio o en el campo. 4. Conclusiones En esta etapa, el investigador analiza e interpreta los resultados obtenidos en la experimentación, de tal modo que comprueba la veracidad o falsedad de su hipótesis. 5. Generalización En esta etapa, el investigador da a conocer que su hipótesis ha adquirido amplia validez, ya que se apoya en conclusiones de muchos experimentos. De esta manera, las hipótesis comprobadas se convierten en leyes y las leyes sistemáticamente organizadas sirven para construir teorías. El Método Científico Observaciones Descubrimientos Documentación Conclusiones Experimentación Hipótesis Preguntas Seguir aprendiendo Nuevas preguntas ht tp :// di s.u m .e s/~ ba rz an a/ Im ag en es /m et od o_ ci en ti. gi f ¿Sabías que...? La adicción de un niño a la “co- mida chatarra”, una de las causas principales de obesidad en la in- fancia, puede comenzar en el úte- ro materno. h tt p :/ /i m g .b e b e sm u n d o .c o m /w p -c o n te n t/ up lo ad s/ 20 09 /1 1/ ob es id ad -in fa nt il4 .jp g 8 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 Glosario 1. Biotecnología: es la aplicación de la ciencia y la tecnología, tanto a los organismos vivos como a sus partes, productos o modelos que se desprendan de ellos, para alterar los materiales, vivos o no, destinados a la producción de conocimiento, bienes o servicios. 2. Biogás: gas combustible, mezcla de metano con otras moléculas, formado en reacciones de descomposición de la materia orgánica (biomasa). 3. Conocimiento: entendimiento teórico o práctico adquirido acerca de un fenómeno natural o social. 4. Evaluación: proceso orientado a la toma de decisiones y a la acción. 5. Genoma: es el aparato genético de una especie considerado en su conjunto y como característica de esta especie. 6. Nanotecnología: es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales funcionales y sistemas de control de la materia a escalas del nanómetro (la mil millonésima parte de un metro) o tecnologías comparables a la longitud de una pequeña molécula. 7. Proyecto: conjunto integrado de actividades orientadas a alcanzar los objetivos y metas específicos, con un presupuesto definido, personas/entidades responsables y en un plazo determinado. 8. Técnica (del griego techné): arte, destreza, habilidad, artesanía, la capacidad o poder, el hábito o pericia); conocimiento, métodos, procedimientos, habilidades para realizar una operación específica de producción o distribución, o actividades cuyos objetivos están definidos. 9. Tecnología: con frecuencia conocimiento científico, pero también conocimiento organizado en otra forma, aplicado sistemáticamente a la producción y distribución de bienes y servicios. 10. Transgénico: organismo modificado genéticamente. Comprensión de la información I. Completa: (2 puntos cada una) 1. Se denomina conocimiento científico a: ....................................................................................... 2. La experimentación consiste en: .................................................................................................. 3. Se dice que el conocimiento científico es objetivo porque: .......................................................... 4. El conocimiento empírico se basa en: ........................................................................................... 5. Las ciencias abstractas son también llamadas: .............................................................................. II. Relaciona: (0,5 puntos cada una) 1 Teoría Posible respuesta acerca de las causas de un fenómeno. 2 Hipótesis Conjunto de leyes 3 Experimentación Reproducción del fenómeno para comprobar la validez de la hipótesis 4 Observación Interpretación de lo experimentado 5 Conclusión Captación de un fenómeno natural 6 Generalización Puede dar a conocer las leyes. Practiquemos Unidad I - Capítulo 1 9 Biología Tercer año de secundariawww.trilce.edu.pe III. Coloque verdadero (V) o falso (F) según corresponda (0,5 punto cada una) 1 La ciencia permite averiguar las causas de los fenómenos naturales. 2 Todo conocimiento científico debe ser demostrable y está sujeto a revisiones. 3 El conocimiento empírico se aprende en la vida cotidiana. 4 La matemática es una ciencia real, natural y aplicada. 5 La medicina es una ciencia abstracta. 6 Jean Lamarck introdujo la palabra biología en el lenguaje científico. IV. Marque la alternativa correcta (1 punto cada una) 1. ¿Cuál de las siguientes alternativas es una ciencia abstracta y pura? a) Química b) Geología c) Lógica d) Sociología e) Arqueología 2. Se afirma que el conocimiento científico es verificable porque: a) Está sujeto a correcciones periódicas. b) Sus hipótesis pueden ser comprobadas. c) Resulta de la observación directa del fenómeno estudiado. d) No está libre de error. e) Sus hipótesis son consideradas como verdad absoluta. 3. ¿Qué paso del método científico permite establecer una posible explicación sobre las causas de un fenómeno? a) Observación b) Generalización c) Experimentación d) Formulación de hipótesis e) Análisis de resultados 4. Uno de los pasos del Método Científico es la observación, que consiste en: a) Probar la validez de una hipótesis. b) Recolectar datos del fenómeno a estudiar. c) Elaborar una teoría científica. d) Proponer nuevas leyes. e) Analizar los resultados del estudio realizado. Comprensión de la información I. Responda brevemente: (2 puntos cada una) 1. ¿Qué es el conocimiento? ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... 2. ¿Qué es la ciencia? ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... 3. ¿Qué es el Método Científico? ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... 4. ¿Qué es el conocimiento empírico? ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Tareadomiciliaria 10 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 5. ¿En qué se basa el conocimiento científico? ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... II. Correlaciona: (0,5 puntos cada una) I. Ciencia abstracta Astronomía Antropología II. Ciencias Naturales Lógica Bioquímica III. Ciencias Sociales Arqueología Matemáticas III. Marca verdadero (V) o falso (F) según corresponda: (0,5 puntos cada una) 1 Los conocimientos empíricos se aprenden de los libros, revistas etc. 2 La ciencia se dedica a analizar todo fenómeno natural. 3 En la experimentación se interpretan todos los fenómenos. 4 La observación no es necesaria para la ciencia. 5 Las leyes debidamente sistematizadas permiten la construcción de teorías. 6 En las conclusiones el investigador registra los datos. IV. Marcar la alternativa correcta: (1 punto cada una) 1. La ciencia pura produce: a) Sustancias químicas b) Nuevos conocimientos c) Aplicaciones de conocimientos d) Nuevos seres vivos e) El conocimiento 2. El (la) _________________ es un conjunto de técnicas y procedimientos que permiten estudiar, comprender y explicar las causas y efectos de un fenómeno natural. a) Conocimiento científico b) Conocimiento empírico c) Método científico d) Ciencia pura e) Ciencia aplicada 3. “Es la etapa en la que el investigador da a conocer que su hipótesis ha adquirido amplia validez, ya que se apoya en conclusiones de muchos experimentos”, esto se refiere: a) Hipótesis b) Conclusión c) Observación d) Generalización e) Experimentación 4. Los estudios cientÍficos permiten mejorar las características genéticas de plantas y animales, mediante la ingeniería genética, ejemplo: a) Evitar plantas con alteraciones b) Crear alimentos transgénicos c) Curar síndromes d) Vacunas contra la polio e) Utilizar la uña de gato Actividades complementarias V. ¿Cómo influyen las investigaciones biológicas en el desarrollo de la humanidad? Dé 2 ejemplos, (Redáctelo a mano en su cuaderno). Unidad I - Capítulo 1 11 www.trilce.edu.pe Tercer año de secundaria La Biología y su campo de estudio En la antigüedad, fue Aristóteles (384 - 322 a.C.) uno de los estudiosos más destacados de los seres vivos, él organizó y sistematizó el conocimiento biológico de su época, realizó estudios sobre animales y plantas, por tal motivo se le reconoce como el “padre de la Biología”. Bios= vida y logos= tratado o estudio 2 ¿Qué es la Biología? La Biología es la ciencia que estudia a los seres vivos y todos los procesos relacionados con la vida. La palabra “Biología” fue creada por Jean Baptiste de Lamarck en 1804 etimológicamente significa “estudio de la vida”, ya que resulta de unir dos voces griegas. ¿Qué tanto sabemos de los organismos? Unidad I - Capítulo 2 12 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 ¿Por qué es importante la Biología? La Biología es importante porque permite al hombre: Explicar Objetivamente la estructura de los seres vivos y los procesos que rigen su existencia. Ejemplo: estudio de la anatomía y fisiología del sistema nervioso humano. Estudiar Las enfermedades para conocer su origen, su desarrollo y sus agentes causales (microbios, venenos, drogas, mutaciones, radiaciones, etc.), de tal modo que se les pueda combatir oportunamente. Ejemplo: estudio del cáncer, estudio del SIDA y el VIH, etc. Elaborar Vacunas para prevenir infecciones en individuos sanos. Ejemplo: vacuna contra la poliomielitis. Mejorar Las características genéticas de plantas y animales (por medio de ingeniería genética), con la finalidad de obtener alimentos y/o productos de consumo humano de mejor calidad. Ejemplo: alimentos transgénicos. Manipular Genéticamente microorganismos (ejemplo: bacteria Escherichia coli), con la finalidad de producir proteínas humanas tales como la insulina (utilizada en tratamiento de la diabetes) y el factor VIII de la coagulación (utilizado en el tratamiento de la hemofilia). Explorar La biodiversidad con el propósito de hallar en ella sustancias para el tratamiento y cura de enfermedades. Ejemplo: estudio de la uña de gato, yacón, etc. Explotar La naturaleza y sus ecosistemas así como promover el desarrollo autosostenido para que todos podamos vivir mejor y disfrutar de nuestro planeta. Ejemplo: creación de áreas naturales protegidas como: Lomas de Lachay, Pantanos de Villa, Manu, etc. Unidad I - Capítulo 2 La Biología y sus ramas estudia estudia se divide BIOLOGÍA estudia Origen y evolución BIOGENIA BIOTAxIA MORFOLOGÍA Fisiología Funciones vitales Forma externa e interna de los seres vivos. estudia estudia estudia Los seres vivos y los procesos que ocurren en ellos. La clasificación de los seres vivos. Bioquímica Composición química de la materia y los cambios que en ella se producen. 13 Biología Tercer año de secundariawww.trilce.edu.pe Ramas de la Biología A lo largo de toda su historia, la Biología ha acumulado tanto conocimiento que se ha hecho necesario dividir su estudio en ramas, entre estas, mencionaremos las más importantes: Botánica Se ocupa del estudio de las plantas. A su vez, se divide en: Botánica criptogámica Estudia las plantas llamadas criptógamas, es decir, aquellas que no desarrollan flores ni semilla. Por ejemplo: helechos (Pteridología) y musgos (Briología). Botánica fanerogámica Estudia las plantas llamadas fanerógamas, es decir, aquellas que desarrollan flores (o conos) y semillas, por ejemplo: maíz, papa, girasol, clavel, pino, etc.) Zoología Se ocupa del estudio de los animales. A su vez, se divide en: Ornitología Estudia las aves, por ejemplo: gaviota, gorrión, etc. Entomología Estudia los insectos, por ejemplo: esca- rabajo, hormiga, etc. Ictiología Estudia los peces, por ejemplo: tiburón, bonito, etc. Herpetología Estudia los reptiles, por ejemplo: caimán, serpientes, etc. Malacología Estudia los moluscos, por ejemplo: cara- col, calamar, cangrejo, etc. Carcinología Estudia los crustáceos, por ejemplo: camarón, cangrejo, etc. Helmintología Estudia los gusanos, por ejemplo: lombriz intestinal, tenia, etc. Mastozoología Estudia a los mamíferos, por ejemplo: perro, el hombre, etc. Microbiología Se ocupa del estudio de los microorganismos. A su vez se divide en: Bacteriología Estudia las bacterias, por ejemplo: bacilo de Koch (causa la tuberculosis), Escherichia coli (vive en el intestino humano). Botánica: El mundo de las plantas (fanerogama). Zoología: El mundo de los animales ht tp :/ /2 .b p. bl og sp ot .c om /_ hp V tF dM w uN w /S 8X 5o ga YF yI / A A A A A A A A A A c/ 47 U M 53 gk fm g/ s1 60 0/ 40 45 26 6p or ta da .jp g Diferentes tipos de microorganismos ht tp :// w w w .u na v. es /n ot ic ia s/ im gs /1 00 20 6- 05 .jp g 14 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 Micología Estudia los hongos, por ejemplo: Tricophyton (causa el pie de atleta). Protozología Estudia los protozoarios, por ejemplo: Plasmodium (causa el paludismo). Virología Estudia los virus, por ejemplo, VIH (causa la enfermedad del SIDA). Ecología Se ocupa del estudio de los ecosistemas y de las relaciones existentes entre los seres vivos y su ambiente. Genética Estudia la herencia biológica, sus variaciones y la forma como se transmiten los rasgos hereditarios de padres a hijos. Taxonomía Se ocupa de la clasificación de los seres vivos y de su nombramiento. Evolución Estudia el proceso de transformaciónde los seres vivos a lo largo del tiempo. Fisiología Estudia las funciones de los órganos de los seres vivos. Anatomía Estudia la forma y estructura de los seres vivos las relaciones entre las partes u órganos que lo conforman. La grandeza de la naturaleza ht tp :// ce a. iv ic .g ob .v e/ sc ea /im g/ ec ol og ia .jp g Los genes dan características diferentes a cada individuo, de esta manera se da la variabilidad entre las especies. ht tp :/ /3 .b p. bl og sp ot .c om /_ N 4H Q P5 Ta -q c/ R bs 8M O fN L_ I/A A A A A A A A A Jc /n tK dZ 04 Lr Ss / s1 60 0/ ge ne tic a. jp g Evolución del hombre: de forma progresiva fue cambiando las características de acuerdo a la naturaleza. ht tp :// cn ho .fi le s. w or dp re ss .c om /2 01 0/ 05 / ev ol uc io n- hu m an a1 .jp g Unidad I - Capítulo 2 La máquina humana (la organización del cuerpo humano es muy compleja y al mismo tiempo maravillosa). 15 Biología Tercer año de secundariawww.trilce.edu.pe Histología Estudia los tejidos que constituyen a los seres vivos. Biología celular (citología) Estudia la estructura y funciones de la célula. Biología molecular Estudia la estructura y funciones de los ácidos nucleícos (ADN y ARN). Bioquímica Estudia los componentes químicos de los seres vivos. Biogeografía Estudia la distribución de los seres vivos en la Tierra. Ribosomas R.E. Liso Fibras intermedias Membrana Lisosomas Membrana nuclear Mitocondria Centriolos Vacuolas NúcleoCromatina Poro Retículo F. Rugoso A. de Golgi Microfilamentos Microtúbulos Citología: Una célula animal y sus componentes. Es la parte fundamental de todo ser vivo. Núcleo de la célula que contiene 23 pares de cromosomas Bases Hebra de ADN Nuestro código genético: Toda nuestras caraterísticas se encuentran dentro de la molécula de ADN. h tt p :/ /f ar m 4 .s ta ti c. fl ic kr .c o m /3 5 9 8 /3 4 0 1 8 8 3 5 9 3 _ f2 9a 8a 3d 7b .jp g Componentes de la materia viva h tt p :/ /w w w .u n s .e d u .a r/ de pa rt am en to s/ po rt ad as /b io lo gi a. jp g Diferentes ambientes para los seres vivos: los seres vivos ubicados dentro del planeta desarrollan características de acuerdo a cada región. ht tp :/ /w w w .c fn av ar ra .e s/ ag ri cu lt ur a/ in fo rm ac io n_ ag ra ri a/ M ap aC ul ti vo s/ fo to s/ pa gi na _ co m un id ad /im ag e0 01 .jp g ¿Sabías que...? Mediante la Nanotecnología se busca solucionar problemas farmacológicos para curar diversas enfermedades que la Medicina no soluciona. Nanotecnología h tt p :/ /4 .b p .b lo gs p o t. co m /_ FC U H X ri C ei w / TO r9 Ir dZ Q 1I /A A A A A A A A A D s/ nL iw xn _G b2 s/ s1 60 0/ 83 62 fb nY .jp g 16 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 Unidad I - Capítulo 2 1. Ciencia aplicada: es aquella que haciendo uso de la tecnología pretende darle uso práctico a los conocimientos científicos. 2. Ciencia pura: es aquella que se encarga de producir nuevos conocimientos. 3. Criptógama: planta sin flor ni semilla. Ejemplo: musgo. 4. Ecosistema: porción de naturaleza compuesto por seres bióticos (vivos) y abióticos (inertes), en constante interacción, por ejemplo: Pantanos de Villa. 5. Fanerógama: planta con flor y semilla. Ejemplo: clavel. 6. Herencia: conjunto de características con las que nace un organismo y que pueden ser transmitidas a sus hijos, por ejemplo: nariz grande, talla alta, cabello crespo, etc. 7. Método Científico: es el modo de trabajar en ciencias. Consiste en un conjunto de procedimientos que permiten realizar una investigación científica. 8. Poliomielitis: enfermedad producida por virus, que ataca al sistema nervioso. 9. Sistematizar: organizar según un sistema, es decir, agrupar un conjunto de cosas estableciendo relaciones entre estas, de tal manera que puedan contribuir a un determinado fin. 10. Toxina: sustancia química de naturaleza tóxica o venenosa, que al ingresar en el organismo puede ocasionar una enfermedad o la muerte. Ejemplo: veneno de araña. Glosario Comprensión de la información I. Responder brevemente: (2 puntos cada una) 1. ¿Qué es la Biología? ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... 2. ¿Por qué se le dice a Aristóteles “padre de la Biología”? ..................................................................................................................................................... 3. ¿Qué hizo Jean Baptiste Lamarck? ...................................................................................................................................................... 4. ¿Qué puede mencionar sobre las plantas transgénicas? ..................................................................................................................................................... 5. ¿Cómo se puede mejorar las características de las plantas y animales? ..................................................................................................................................................... II. Relacione: (0,5 puntos cada una) 1 Ciencia que estudia a los caracoles. Citología 2 Disciplina botánica que estudia los musgos. Ecología 3 Ciencia que estudia las bacteria. Briología 4 Ciencia que clasifica y nombra a los seres vivos. Malacología 5 Ciencia que estudia las células. Bacteriologia 6 Ciencia que estudia a los ecosistemas. Taxonomía Practiquemos 17 Biología Tercer año de secundariawww.trilce.edu.pe III. Marca verdadero (V) o falso (F) según corresponda: (0,5 puntos cada una) 1 La Geografía apoya a la Biología y ubica a los seres vivos de acuerdo a regiones. 2 La Biología explica la estructura y funcionamiento de los órganos y sistemas. 3 Las vacunas tratan diversas enfermedades. 4 Los reptiles son objeto de estudio de la ornitología. 5 Aristóteles introdujo la palabra “Biología” en el lenguaje científico. 6 Las Lomas de Lachay son áreas naturales protegidas. IV. Marca la alternativa correcta. (1 punto cada una) 1. El descubrimiento de una nueva especie de un animal marino implica que deben estar involucrados, excepto: a) Zoólogo b) Fitólogo c) Herpetólogo d) Ictiólogo e) Carcinólogo 2. Los procesos de fotosíntesis y respiración de las plantas acuáticas son estudiados por un: a) Morfólogo b) Fisiólogo c) Genetista d) Taxónomo e) Biogeógrafo 3. El término “BIOLOGÍA” fue popularizado por: a) Darwin b) Wallace c) Müller d) Hooke e) Lamarck 4. Al realizar un estudio del raspado bucal, al ver en el microscopio, se observan células, es decir, se está realizando un estudio en: a) Citología b) Fisiología c) Organología d) Anatomía e) Ontogenia Comprensión de la información I. Responde brevemente: (2 puntos cada una) 1. ¿Por qué se dice que la Biología sirve para prevenir enfermedades? ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... 2. ¿Qué significa la palabra “Biología”? ..................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................3. ¿Qué hacen las vacunas en los animales? ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... 4. ¿Qué estudia la Bioquímica? ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... Tarea domiciliaria 18 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 Unidad I - Capítulo 2 5. Menciona la rama de la biología que estudia los ecosistemas. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... II. Correlaciona: (0.5 puntos cada una) 1 Ciencia que estudia a los camarones Ictiología 2 Disciplina botánica que estudia los musgos Zoogeografía 3 Ciencia que estudia los tiburones Genética 4 Ciencia que estudia la distribución de los animales Carcinología 5 Ciencia que estudia el tejido Briología 6 Ciencia que estudia las características hereditarias Histología III. Marca verdadero (V) o falso (F) según corresponda: (0,5 puntos cada una) 1 La Protozoología, la Bacteriología y la Micología están dentro del estudio de la Microbiología. 2 La Ecología relaciona a los organismos con su entorno. 3 Los productos transgénicos se forman por la utilización de genes de otros organismos. 4 Las malaguas son estudiadas por la Malacología. 5 J. B. Lamarck es reconocido como el padre de la Biología 6 Al usar un antihelmíntico estamos controlando el desarrollo de los gusanos. IV. Marca la alternativa correcta: (1 punto cada una) 1. El término Biología fue popularizado por: a) Darwin b) Wallace c) Müller d) Hooke e) Lamarck 2. Es considerado el Padre de la Biología: a) G. Mendel b) R. Hooke c) A. Leeuwenhoek d) Aristóteles e) Ch. Darwin 3. La descripción de dos nuevas especies de caracoles descubiertas en los Manglares de Tumbes la hará un: a) Ecólogo b) Genetista c) Anatomista d) Taxónomo e) Fitólogo 4. El cangrejo es un(a) _________ y es estudiado por un _____________. a) Insecto – Entomólogo b) Araña - Carcinólogo c) Crustáceo - Carcinólogo d) Molusco – Malacólogo e) Gusano – Helmintólogo Actividades complementarias V. ¿Qué son los alimentos transgénicos?, mencione cuatro ejemplos. (Redáctelo a mano en su cua- derno). 19 www.trilce.edu.pe Tercer año de secundaria Materia viva y sus características más importantes Un ser vivo posee una organización especifica, capaz de transformar la energía en movimiento, capaz de reaccionar a los estímulos del medio, capaz de producir nuevos individuos y capaz de conservar en equilibrio sus procesos internos; muy por el contrario, la montaña de piedra, que está compuesta de materia inerte, no posee ninguna de las capacidades mencionadas anteriormente. 3 Si bien es cierto que todos los cuerpos del universo se hallan formados de materia, es importante resaltar que solo los cuerpos vivos están formados de “materia viva” y son capaces de desarrollar procesos bio- lógicos como la reproducción y el meta- bolismo, mientras que los cuerpos inertes (rocas, minerales, agua, aire, etc.), no están capacitados para llevar a cabo tales pro- cesos. ¿Somos capaces de cuidar nuestra naturaleza? Unidad I - Capítulo 3 20 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 Concepto de vida La “vida” es una cualidad de la materia que se manifiesta únicamente en los “seres vivos” y que se evidencia a través de procesos muy complejos como la reproducción, el metabolismo y la irritabilidad. Concepto de ser vivo u organismo En Biología empleamos la palabra “organismo” para referirnos a cualquier ser vivo. Un ser vivo es un cuerpo formado por un tipo de materia altamente organizada y compleja (materia viva), termodinámicamente abierto y capaz de intercambiar materia y energía con el medio ambiente. Para entender mejor lo que es un ser vivo y diferenciarlo de un material inerte, será mejor conocer sus características más importantes, estas son: organización específica y compleja, reproducción, metabo- lismo, irritabilidad, homeostasis, crecimiento, evolución, etc. Características generales de los seres vivos Todos los seres vivos están formados de materia viva, la que les confiere las siguientes propiedades y/o características generales: organización compleja, metabolismo, reproducción, irritabilidad (relación), adaptación, homeostasis, crecimiento, evolución, etc. Organización específica y compleja Se refiere a la manera como está organizado estructuralmente el cuerpo de los seres vivos, comenzando por los átomos, moléculas, células, tejidos, hasta llegar a constituir el individuo completo. Reproducción Proceso natural por el cual los seres vivos son capaces de producir nuevos individuos y conservar la especie. Los tipos de reproducción son: Reproducción Asexual Reproducción Sexual 1. Participa un sólo progenitor 1. Generalmente participan dos progenitores. 2. Los descendientes son idénticos al progenitor 2. Los descendientes son parecidos a los progenitores expresando variabilidad genética. 3. No participan gametos sexuales 3. Si participan gametos sexuales. 4. Ejemplos: Bacterias, levaduras, etc. 4. Ejemplos: Animales, plantas, etc. fijación La reproducción garantiza la subsistencia de los organismos ya sea en forma asexual o sexual, algunas especies tienen alternancia de generaciones (celentéreos). boca espermatozoo gastrozoides yema gonozoides yemas de meduza tentáculos segmentación blástula plánula pólipo celonia madura germinación asexual gónadas h tt p :/ /w w w .d ef in ic io n ab c. co m /w p - co nt en t/u pl oa ds /re pr od uc ci on 3. jp g Unidad I - Capítulo 3 21 Biología Tercer año de secundariawww.trilce.edu.pe Irritabilidad (capacidad de respuestas, adaptación y de relación) Se refiere a la capacidad que tienen los seres vivos para responder a estímulos físicos y químicos provenientes ya sea de su entorno (ambiente) o del interior de su propio cuerpo. Cuando el organismo responde a un estímulo temporal (pasajero) estará sucediendo la irritabilidad propiamente dicha (por ejemplo, cuando de pronto hace mucho frío y nos abrigamos); pero si el organismo responde a un estímulo permanente, se estará produciendo un proceso de adaptación al medio (por ejemplo, el organismo de las personas que viven en la puna está adaptado al frío). Todo esto permite a los organismos relacionarse con el medio donde viven y coordinar el funcionamiento de todos sus órganos, aparatos y sistemas. En esta tarea de responder a los estímulos y adaptarse a las condiciones del ambiente intervienen el sistema nervioso y el sistema endocrino (hormonal). Homeostasis (estado de equilibrio interno) Se refiere a la capacidad que poseen los seres vivos para mantener en equilibrio las condiciones de su medio interno. Esto les permite vivir y funcionar eficazmente, por ejemplo: la temperatura corporal de aves y mamíferos se mantiene constante, asimismo el número de latidos cardiacos por minuto y la cantidad de orina producida en un día, también se mantienen constantes. Cualquier alteración de la homeostasisdeberá ser regulada por el organismo, de lo contrario podría provocar una enfermedad o la muerte. Para que nuestro organismo funcione de manera eficaz todos sus procesos deben ser regulados constantemente, de tal modo que sus células, tejidos y sistemas realicen sus funciones dentro de límites compatibles con la vida, este equilibrio interno en el que se encuentra nuestro cuerpo se denomina homeostasis. Crecimiento Es la capacidad que tienen los seres vivos para aumentar de tamaño, ya sea por el incremento del número de sus células o por aumento en el tamaño de las mismas. Los seres vivos tienen un gran desarrollo gracias al aumento de masa y del número de células que posee. h tt p :/ /s o b re b eb es .e s/ w p -c o n te n t/ up lo ad s/ cr ec im ie nt o. jp g Todos los seres vivos presentan diversos mecanismos de adaptación al medio ambiente, este proceso garantiza la supervivencia de los organismos. León Jirafa Acacia Avena Bisonte Coyote Perdiz ht tp 1. bp .b lo gs po t.c om _h aa fd G 3g zj w TB Pr Tf oC -fI A A A A A A A A D bU -T M eU pE w 28 U s1 60 0a ni m al es + y+ bi om as + 2. pn g- im ag en 3 Pita 22 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 Metabolismo Conjunto de procesos físicos y químicos que ocurren en un ser vivo y que hacen posible su existencia y desarrollo. También se refiere a la capacidad que tienen los seres vivos para intercambiar materia y energía con su entorno (se comporta como un sistema termodinámico abierto). Puede ser de 2 tipos: catabolismo (proceso destructivo - exergónico) y anabolismo (proceso constructivo - endergónico). Niveles de organización de los seres vivos Definición Los seres vivos poseen una estructura corporal altamente organizada, que les permite llevar a cabo todas sus funciones vitales. En ellos es posible observar una jerarquía de organización biológica que va de lo simple a lo complejo, dicha jerarquía puede ser estudiada considerando tres niveles de organización: química, biológica y ecológica. Los niveles de organización permiten comprender cómo está diseñado el cuerpo de los seres vivos, y cómo estos llegan a ocupar una posición en el ambiente donde se desarrollan. El metabolismo es el proceso de producción y utilización de la energía.ht tp :// w w w .c lin ic ad am .c om /g ra ph ic s/ im ag es /e s/ 96 24 .jp g La materia viva se organiza desde la base, que son los átomos, hasta formar poblaciones y comunidades desarrolladas. ht tp :// ap un te sp ar ae st ud ia r.c om /w p- co nt en t/u pl oa ds /N iv el -d e- or ga ni za ci % C 3% B3 n. jp g Unidad I - Capítulo 3 23 Biología Tercer año de secundariawww.trilce.edu.pe Tipos de niveles de organización I. Niveles de organización química (niveles abióticos) Representan los niveles más básicos de organización, en ellos se aprecia como las sustancias químicas se van integrando progresivamente hasta construir moléculas muy complejas que formarán parte de la célula. Son los siguientes: Nivel atómico Se refiere a los átomos. Un átomo es la mínima cantidad de materia de un elemento químico que conserva las propiedades de dicho elemento. Los átomos que constituyen a los seres vivos reciben el nombre de “bioátomos o bioelementos”, entre ellos los más abundantes son: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Nivel molecular Se refiere a las moléculas. Una molécula resulta de la combinación de dos o más átomos que constituyen a los seres vivos y reciben el nombre de “biomoléculas”, estas a su vez se clasifican en “biomoléculas simples”, como el agua, gases, sales minerales, monosacáridos, ácidos grasos y aminoácidos; y “biomoléculas complejas”, como las proteínas, lípidos, glúcidos y ácidos nucleicos. Las biomoléculas complejas también reciben el nombre de “macromoléculas”. Nivel supramolecular En este nivel se encuentran las “asociaciones supra moleculares”, que resultan de la membrana celular, los ribosomas, el citoesqueleto, etc. II. Niveles de organización biológica (niveles bióticos) Representan los niveles donde se manifiesta la vida y donde se van a desarrollar todos los procesos vitales de un organismo. Son los siguientes: Nivel celular Se refiere a las células. Es el nivel biológico más importante. Todos los seres vivos están formados por células, que son unidades anatómicas y funcionales. La célula es la unidad básica de la vida, en ella se llevan a cabo todos los procesos que hacen posible la existencia de un ser vivo. Algunos organismos son unicelulares (ejemplo: bacterias, constan de una sola célula), mientras que otros son multicelulares (ejemplos: animales, poseen muchas células). Nivel tisular Se refiere a los tejidos. Un tejido es una agrupación de células que desempeñan la misma función. Ejemplos: tejido conectivo, muscular y nervioso. Nivel orgánico Se refiere a los órganos. Un órgano resulta de la agrupación de varios tejidos, donde todos ellos trabajan coordinadamente para que el órgano realice una función especial. Ejemplo: corazón, cerebro, hígado, hueso, etc. Nivel sistémico Se refiere a los aparatos y sistemas. Un aparato compuesto por dos o más variedades de tejidos, por ejemplo: aparato digestivo y cardiovascular; mientras que un sistema resulta de la agrupación de órganos compuestos por una sola variedad de tejido, por ejemplo: sistema nervioso y muscular. Nivel de individuo multicelular Se refiere al organismo multicelular que resulta de la agrupación de aparatos y sistemas que funcionen juntos de manera coordinada y con gran precisión. Ejemplo: hombre, gato, eucalipto, etc. 24 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 III. Niveles de organización ecológica (niveles bióticos superiores) Representan los niveles de organización biológica más complejos, tienen su origen en la “especie”, que se define como un grupo de organismos parecidos entre sí y capacidad de cruzamiento natural. Son los siguientes: Nivel de población Una población resulta de la agrupación de individuos de la misma especie, que habitan una misma zona geográfica en un tiempo determinado, sus integrantes pueden cruzarse entre sí y tener descendencia fértil. Ejemplo: población de pingüinos de la Antártida en el año 2007. Nivel de comunidad (comunidad biótica o biocenosis) Una comunidad resulta de la interacción de varias poblaciones de especies diferentes que comparten la misma zona geográfica en un tiempo determinado. Ejemplo: comunidad biótica de los Pantanos de Villa (garzas, gaviotas, gallaretas, etc). Nivel de ecosistema Un sistema resulta de la interacción de una comunidad biótica con el ambiente inanimado (medio abiótico o biotopo). Ejemplo: ecosistema de los pantanos de villa (gaviotas, garzas, lagunas, suelo, aire, etc). Nivel de biósfera La biósfera resulta de la agrupación de todos los ecosistemas de la tierra, abarca todas las partes del planeta habitado por seres vivos, osea la atmósfera (aire), hidrósfera (agua) y litósfera (suelo). Niveles de organización de los seres vivos. Desde lo más simple, a lo más complejo. Agua Oxígeno Hidrógeno Núcleo Osteocito Tejido óseo Hueso Célula Organelo Átomos Esqueleto Lobo Familia de lobos Lobos + árboles + conejo, etc. Seres vivos + ambiente inerte CÉLULA MOLÉCULAS SISTEMA DE ÓRGANOS ORGANISMO POBLACIÓN COMUNIDAD ECÓSFERA ECOSISTEMA TEJIDO ÓRGANO Unidad I - Capítulo 3 25 Biología Tercer año de secundariawww.trilce.edu.pe ht tp :// fri ed en re ch te un dl eb en .w eb si tu m .c om /fi le s/ 20 10 /0 2/ ec os is te ma- co rd ill er an o. jp g ¿Sabías que...? Los seres vivos pueden convivir y desarrollarse en diferentes medios protegiéndose unos con respectos a otros. 1. Bioátomo: átomo o elemento químico que forma parte de los seres vivos. 2. Biomolécula: sustancia química que resulta de la combinación de dos o más biotomos. 3. Biósfera: cualquier lugar de la tierra donde sea posible la existencia de los seres vivos. Conjunto de ecosistemas del planeta Tierra. 4. Ecosistema: sistema natural compuesto por elementos bióticos (biocenosis) y abióticos (biotopo), relacionados entre sí. 5. Especie: grupo de individuos muy semejantes entre sí, que tienen la capacidad de cruzarse naturalmente y tener descendencia fértil. 6. Hormona: sustancia química que se encarga de regular las funciones del organismo. 7. Metabolismo: capacidad de los seres vivos que les permite intercambiar materia y energía con su entorno y aprovecharlos en la conservación de su existencia. 8. Ser vivo: cuerpo formado por materia viva, que se caracteriza por poseer organización específica y por tener la capacidad de intercambiar materia y energía con su entorno. 9. Sistema: conjunto de órganos, formados por el mismo tipo de tejido, que se relacionan entre sí para cumplir una función. 10. Vida: cualidad que se observa en tipo de materia altamente organizada, en la que se dan procesos complejos como: reproducción, metabolismo e irritabilidad. Glosario 26 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 Comprensión de la información I. Responde brevemente: (2 puntos cada una) 1. ¿Qué significa que el ser vivo es considerado como un “sistema termodinámico abierto”? ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... 2. ¿Cuál es la diferencia entre irritabilidad y adaptación? ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... 3. Al “estado de equilibrio interno” de nuestro cuerpo, se le conoce como: ..................................... 4. La capacidad de los seres vivos para conservar la especie, se denomina: ...................................... 5. Indicar en qué consiste el nivel de comunidad, dé un ejemplo: ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... II. Relaciona: (0,5 puntos cada una) 1 Resulta de la asociación de dos o más bioelementos”. Oxígeno 2 Agrupación de tejidos que presentan las mismas características”. Órgano 3 “Pertenecen al nivel molecular”. Biomolécula 4 “Pertenece al nivel atómico”. Biósfera 5 “Formado por biotopo y biocenosis”. Proteínas 6 “agrupación de todos los ecosistemas de la tierra”. Ecosistema. III. Marca verdadero (V) o falso (F) según corresponda: (0,5 puntos cada una) 1 La pared celular es un ejemplo de asociación supramolecular. 2 Las sales minerales forman moléculas complejas. 3 Los seres vivos de la misma especie forman una comunidad. 4 El biotopo es el conjunto de seres vivos de un ecosistema. 5 El biotopo es la porción abiótica de una población. 6 El ADN es considerado la unidad básica de la vida. IV. Marca la alternativa correcta: (1 punto cada una) 1. No es considerado como un organismo unicelular: a) Bacteria b) Levadura c) Hidra d) Protozario e) Ameba 2. ¿Cuál de los siguientes procesos es anabolismo? a) Lipólisis b) Glucólisis c) Digestión enzimática d) Fotosíntesis e) Respiración anaeróbica Practiquemos Unidad I - Capítulo 3 27 Biología Tercer año de secundariawww.trilce.edu.pe 3. Si se menciona que las patas de las aves cambiaron de acuerdo a sus necesidades de hábitat, nos referimos a: a) Irritabilidad b) Adaptación c) Crecimiento d) Metabolismo e) Organización compleja 4. La respiración celular aeróbica es un proceso: a) Anabólico b) Catabólico c) Exergónico d) Endergónico e) b y c Comprensión de la información I. Responde brevemente: (2 puntos cada una) 1. ¿Qué es la comunidad? ……………………………………………………………………………………….......................................... ……………………………………………………………………………………….......................................... 2. ¿A qué se refiere con biósfera? ……………………………………………………………………………………….......................................... ……………………………………………………………………………………….......................................... 3. ¿Qué es un agregado supramolecular? ……………………………………………………………………………………….......................................... ……………………………………………………………………………………….......................................... 4. ¿Qué diferencia existe entre adaptación e irritabilidad? ……………………………………………………………………………………….......................................... ……………………………………………………………………………………….......................................... 5. ¿Por qué los seres vivos tienen organización compleja? ……………………………………………………………………………………….......................................... ……………………………………………………………………………………….......................................... II. Correlaciona: (0,5 puntos cada una) 1 Capacidad de dar respuestas ante estímulos temporales. Crecimiento 2 Se refiere a la manera como está diseñado el cuerpo en los seres vivos. Irritabilidad 3 Es el aumento en número de células . Adaptación 4 Es cuando un individuo se amolda a las condiciones de un nuevo ambiente y alimentación. Organización compleja 5 Mínima cantidad de materia considerada unidad básica de la vida. ADN 6 Macromolécula indispensable en todo ser vivo. Célula Tarea domiciliaria 28 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 III. Marca verdadero (V) o falso (F) según corresponda: (0,5 puntos cada una) 1 La agrupación de individuos de una misma especie se refiere a una población. 2 La mantención de la temperatura constante en las aves se considera homeostasis. 3 La reproducción permite la conservación de las especies. 4 El crecimiento solo se da por el aumento del número de células. 5 El nivel químico se considera nivel abiótico (sin vida). 6 El nivel sistémico se refiere a la formación de aparatos y sistemas. IV. Marca la alternativa correcta: (1 punto cada una) 1. La característica que garantiza la supervivencia de las especies se llama: a) Evolución b) Reproducción c) Adaptación d) Metabolismo e) Homeostasis 2. La división del individuo formando yemas, es una forma de reproducción llamada: a) Gemación b) División múltiple c) Estrangulación d) Fisión binaria e) Esporulación 3. Es considerada una biomolécula simple: a) Glúcido b) Agua c) Ácido nucleico d) Lípido e) Proteína 4. Es un sistema de relación: a) Adaptación b) Crecimiento c) Irritabilidad d) Homeostasis e) a y c Actividades complementarias V. ¿Cómo está conformado el aparato digestivo y respiratorio, y mencione sus funciones? (Redáctelo a mano en su cuaderno y grafique). Unidad I - Capítulo 3 29 Biología Tercer año de secundariawww.trilce.edu.pe O rg a ni za d o r v is ua l C on ju nt o de co no ci m ie nt os o rd en ad os y si st em at iz ad os Ti po s de c ie nc ia s C on ju nt o de n oc io ne s y sa be re s A bs tr ac ta s Ej em pl o: M at em át ic a Ló gi ca D ef in ic ió n co no ci m ie nt o tip os Ej em pl o: Bi ol og ía Q uí m ic a Fí si ca Ej em pl o: So ciol og ía A nt ro po lo gí a Re al es N at ur al es Em pí ri co C ie nt ífi co So ci al es LA C IE N C IA - LA B IO LO G ÍA et ap as C ie nc ia n at ur al q ue es tu di a a lo s se re s vi vo s Es u n co nj un to d e m ec an is m os q ue pe rm ite n an al iz ar u n fe nó m en o M ét od o C ie nt ífi co ¿Q ué e s la B io lo gí a? im po rt an ci a ra m a * O bs er va ci ón * H ip ót es is * E xp er im en to * C on cl us io ne s * G en er al iz ac ió n * Pe rm ite e xp lic ar lo s m ec an is m os de v id a de lo s o rg an is m os . * Ex pl ic a la c on st itu ci ón y co m po si ci ón d e lo s se re s vi vo s. * Pe rm ite fa br ic ar s us ta nc ia s qu ím ic as p ar a el tr at am ie nt o de en fe rm ed ad es . * A na liz a la s di fe re nt es s us ta nc ia s qu e pr od uc en a lg un os o rg an is - m os , e tc . * Z oo lo gí a * B ot án ic a * A na to m ía * F is io lo gí a * C ito lo gí a * H is to lo gí a * G en ét ic a * T ax on om ía * E co lo gí a * M ic ol og ía * B ac te rio lo gí a, e tc . 30 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 Repaso l. Responde brevemente (2 puntos cada una) 1. ¿A qué se denomina ciencia? ………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………......................................................................... 2. ¿Qué es el conocimiento? ………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………......................................................................... 3. ¿Por qué se denominan ciencias puras? ………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………......................................................................... 4. ¿Qué buscan las ciencias aplicadas? ………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………......................................................................... 5. ¿Qué es el Método Científico? ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... II. Relaciona ambas columnas (0,5 puntos cada una) 1 Genética Las células sensitivas de la lengua 2 Bioquímica El ornitorrinco es un mamífero 3 Citología Virus de HIV 4 Clasificación Cromosomas del síndrome de Down 5 Ecología Composición del veneno de la “cobra” 6 Microbiología Ecosistema de la costa III. Marca verdadero (V) o falso (F) según corresponda: (0,5 puntos cada una) 1 El conocimiento empírico está basado en la investigación y análisis. 2 La experimentación es una etapa posterior a la conclusión. 3 La hipótesis permite diagnosticar un fenómeno. 4 El conocimiento científico es racional y se basa en la investigación. 5 La Ing. Ambiental es una ciencia natural aplicada. 6 Se necesita de una observación para iniciar la investigación. 31 Biología Tercer año de secundariawww.trilce.edu.pe IV. Marca la alternativa correcta: (1 punto cada una) 1. El estudio de las diversas comunidades vegetales de la selva, estará haciendo referencia al nivel: a) Individuo b) Población c) Comunidad d) Ecosistema e) Biosfera 2. Si deseamos determinar las causas de la enfermedad de las “vacas locas”, llamaremos a un: a) Zoólogo b) Botánico c) Patólogo d) Ecólogo e) Etólogo 3. La división del individuo formando brotes, es una forma de reproducción llamada: a) Gemación b) División múltiple c) Estrangulación d) Fisión binaria e) Esporulación 4. Las picaduras de un insecto, o el rozar la piel con la “hortiga” produce escozor, es un ejemplo de: a) Adaptación b) Evolución c) Metabolismo d) Irritabilidad e) Equilibrio UNIDAD IIUNIDAD Los alimentos Consumir lo mínimo Azúcares, grasas y aceites (margarina, mantequilla, aceite, dulces) Proteínas (carne, pescado, huevos, legumbres, frutas secas). Productos lácteos (leche, queso, yogur) Hidratos de carbono (pan, cereales, pasta, arroz) Frutas y verduras Agua Consumir moderadamente Consumir principalmente Beber en abundancia ¿Qué contienen nuestros alimentos? ¿Es bueno consumir gran cantidad de agua, frutas o grasas? ¿Cuál es el rol que cumplen los bioelementos y las moléculas en el desarrollo y mantenimiento del organismo? UNIDAD Hidratos de carbono (pan, cereales, pasta, arroz) El medio interno de los seres vivos es una compleja mezcla de átomos y moléculas. Miles de moléculas se encuentran dispersas en el medio intracelular interaccionando entre sí. Desentrañar este complejo mundo ha sido una tarea titánica. Hoy en día después de 300 años de intensa búsqueda y descubrimiento, empezamos a conocer las moléculas que constituyen a los seres vivos. Las biomoléculas han sido clasificadas tradicionalmente en una serie de grupos conocidos como principios inmediatos. Llamados así, porque podían extraerse fácilmente mediante técnicas sencillas de disolución, filtración, etc. Repartición de los componentes moleculares de la célula (en porcentaje de la masa total) Principio inmediato Procariotas Eucariotas Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos ADN ARN Agua Sales minerales 3 2 15 1 6 70 1 3 4,5 18 2 1,25 70 1 Comprensión de información • Identificar los componentes químicos de los seres vivos. • Clasificar los diferentes elementos y moléculas que están presentes en la organización de la materia viva. • Valorar la importancia de las moléculas en el desarrollo y supervivencia de los organismos. • Identificar las características de los seres vivos. • Definir y valorar la importancia de los niveles de organización de los seres vivos. Indagación y experimentación • Investigar y elaborar trabajos practicos con referencia a los alimentos. Aprendizajes esperados 34 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 Composición química de la materia Importancia y aplicaciones de la Bioquímica Los estudios de Bioquímica son importantes por las siguientes razones: 1. Permiten conocer la estructura y el comportamiento de las moléculas biológicas, por ejemplo: estudio de las vitaminas, proteínas, ácidos nucleicos, etc. 2. Permiten conocer las reacciones químicas que ocurren en las células y que hacen posible la existencia de los seres vivos, por ejemplo: estudio de la respiración celular, fermentación, digestión, fotosíntesis, etc. 3. Permiten conocer el estado de salud de un organismo e identificar algún proceso patológico (enfermedad) en los mismos, por ejemplo: medición de la hemoglobina, colesterol, insulina, etc. 4. Permiten el diagnóstico de diabetes, cáncer, SIDA, etc. 5. Permiten la creación de medicamentos y vacunas, por ejemplo: elaboración de penicilina, antiinflamatorios, antihistamínicos, vacuna contra la rubeola. 6. Permiten conocer los requerimientos nutricionales del organismo, por ejemplo: requerimientos de proteínas, carbohidratos, grasas, vitaminas, minerales, agua, etc. 7. Permiten la elaboración de complementos nutricionistas, por ejemplo: cápsulas de vitaminas C, complejo B, proteínas en polvo, etc. Para su mejor estudio, las sustancias químicas que conforman a los seres vivos han sido agrupados de la siguiente manera: Bioelementos y Biomoléculas. Bioelementos (Bioátomos) Son las sustancias más simples que podemos encontrar en un ser vivo, cada uno de ellos consta de un solo tipo de átomo. Ejemplo: carbono, sodio, potasio, hierro, calcio, etc. Sonaproximadamente 25 los biolementos. Bioelementos Oligoelementos Primarios Secundarios Indispensables Variables O C H N P S Na+ K+ Mg2+ Ca2+ Cl- Mn Fe Co Cu Zn B Al V Mo I So 1 Definición de Bioquímica La Bioquímica es la rama de la Biología que estudia la sustancias que están presentes en los seres vivos y las reacciones químicas en las que se basan los procesos vitales. Es necesaria en la búsqueda de antídotos para los diferentes venenos de serpientes? Unidad II - Capítulo 1 35 Biología Tercer año de secundariawww.trilce.edu.pe Biomoléculas (biomoléculas biológicas) Son sustancias complejas que resultan de la combinación de dos o más bioátomos iguales o diferentes. A su vez, pueden ser de dos tipos: Biomoléculas inorgánicas Son aquellas que se caracterizan por tener pocos o ningún átomo de carbono , además no poseen enlaces carbono con carbono (C - C). Ejemplos: agua, sales minerales, gases, etc. Biomoléculas orgánicas Son aquellas que se caracterizan por tener abundante carbono, además pueden tener hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros. En ellas sí se encuentran enlaces carbono con carbono (-C - C - C - C - C-). Ejemplo: glúcidos, lípidos , proteínas , ácidos nucleicos, vitaminas, etc. Estudio de los bioelementos Como se mencionó anteriormente, los bioelementos son sustancias más sencillas que podemos encontrar en los seres vivos. Son importantes por las funciones particulares que realizan y porque al combinarse van a dar origen a las moléculas biológicas. A su vez, se clasifican en: Bioelementos primarios • También reciben los siguientes nombres: macroelementos, elementos plásticos. • Son los bioelementos más abundantes de los seres vivos (96% de abundancia). Se les encuentran formando principalmente a las biomoléculas orgánicas. Son cuatro: carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N). • Estos elementos son muy abundantes en la naturaleza y son incorporados a la cadena de la vida gracias a las plantas, algas y bacterias. Bioelementos secundarios • Son los bioelementos menos abundantes de los seres vivos (4% de abundancia). • Son veintiuno: sodio (Na), potasio (K), cloro (Cl), magnesio (Mg), yodo (I), calcio (Ca), hierro (Fe), etc. Descripción de algunos oligoelementos Oligoelemento Localización Funciones Deficiencia Fósforo Azufre Sodio Potasio Cloro Calcio Yodo Hierro Magnesio Pescado, leche, cereales, pollo Carnes Sal de mesa Plátano, verduras, papa, carne, leche Sal de mesa, verduras, frutos. Leche, queso, legumbres, verduras. Animales marinos, sal yodada, verduras, leche. Menestras, verduras, huevo, carne. Verduras de hojas verdes, cereales Formación de huesos y ácidos nucleicos. Formación de clorofila en plantas, funcionamiento del hígado, formación de vitaminas. Regulación del volumen hídrico del cuerpo, transmisión nerviosa, regulación de la acidez del organismo. Regulación del volumen hídrico y de acidez del organismo, transmisión nerviosa , movimiento intestinal. Regulación del volumen hídrico y de la acidez del jugo gástrico. Formación de huesos y dientes, contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión nerviosa. Funcionamiento de la glándula tiroides, crecimiento y desarrollo corporal. Formación de hemoglobina. Formación de clorofila, formación de proteínas, actividad nerviosa. Enanismo en plantas, debilidad y pérdida de calcio en animales. No se registran efectos perjudiciales. Sensación de sed, calambres muscu- lares, pérdida de apetito. Calambres musculares, alteración del ritmo cardiaco. Es rara su deficiencia. Raquitismo y osteoporosis. Inflamación de la tiroides (bocio) y baja estructura. Anemia Amarillento en las plantas (Clorosis), bajo crecimiento, estrés y convulsiones en animales. 36 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 ¿Sabías que...? El pelo del cuero cabelludo crece 3 mm cada tres días. Raquitismo: enfermedad que ataca a los hueso, se produce cuando hay deficiencia de vitamina D en el organismos. Los huesos no se desarrollan bien y se tuercen. ht tp :// im ag en es .tu pa tr oc in io .c om /im ag en es /1 /1 /4 /1 /5 11 41 0 30 06 23 69 67 68 53 65 51 55 67 45 57 /jl va le n% 20 06 6. jp g 1. Bocio: inflamación de glándula tiroides, producida por la disminución de yodo en el organismo. 2. Calambre muscular: contracción muscular violenta que produce dolor e impide el normal movimiento del cuerpo. 3. Colesterol: grasa importante para formar la membrana celular de los animales, así como para formar otras sustancias como las hormonas sexuales. Su aumento en la sangre es perjudicial para la salud ya que puede obstruir las arterias y ocasionar problemas al corazón. 4. Diabetes: enfermedad que se caracteriza por un alto contenido de azúcar (glucosa) en la sangre y por disminución o falta de insulina en el organismo. 5. Fermentación: proceso por el cual ciertos hongos y bacterias obtienen energía para vivir. 6. Fotosíntesis: proceso por el cual las plantas producen su propio alimento. 7. Hemoglobina: proteína de la sangre que se encarga de transportar oxígeno hacia todos los tejidos del organismo. 8. Osteoporosis: enfermedad que ataca a los adultos, se produce cuando hay deficiencia de calcio en el organismo, los huesos se vuelven frágiles y se fracturan. 9. Raquitismo: enfermedad que ataca a los huesos de los niños, se produce cuando hay deficiencia de vitamina D en el organismo, los huesos no desarrollan bien y se tuercen. 10. Vacuna: sustancia que se inyecta a un organismo con la finalidad de prevenir una enfermedad. Glosario Unidad II - Capítulo 1 37 Biología Tercer año de secundariawww.trilce.edu.pe Comprensión de la información I. Responde brevemente: (2 puntos cada una) 1. ¿Qué son los bioelementos? ……………………………………………………………………………………………….................................. ……………………………………………………………………………………………….................................. 2. ¿Por qué se denominan biomoléculas simples? ……………………………………………………………………………………………….................................. ……………………………………………………………………………………………….................................. 3. Mencione a los bioelementos primarios. ……………………………………………………………………………………………….................................. ……………………………………………………………………………………………….................................. 4. ¿Qué función cumple el calcio en el organismo? ……………………………………………………………………………………………….................................. ……………………………………………………………………………………………….................................. 5. ¿Cuál es el oligoelemento que forma parte de la clorofila? ……………………………………………………………………………………………….................................. ……………………………………………………………………………………………….................................. II. Correlaciona: (0,5 puntos cada una) 1 Bioelemento presente en la hemoglobina. Cl 2 Biomolécula simple Aminoácido 3 Bioelemento que forma la clorofila Proteína 4 Bioelemento que proporciona la acidez del jugo gástrico. Fe 5 Biomolécula compleja P 6 Bioelemento en los ácidos nucleicos Mg III. Marca verdadero (V) o falso (F) según corresponda: (0,5 puntos cada una) 1 La insulina es una biomolécula compleja. 2 La carencia de potasio produce raquitismo. 3 La Bioquímica permite la elaboración de vitaminas. 4 Son 5 los bioelementos primarios. 5 La carencia de yodo produce inflamación de la glándula tiroides. 6 Los monosacáridos son biomoléculas simples. Practiquemos 38 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 IV. Marca la alternativa correcta: (1 punto cada una) 1. La bioquímica no se refiere a: a) Al estudio del comportamiento de las moléculas biológicas b) Conocer las reaccionesquímicas que ocurren en las células c) A la medición de la hemoglobina d) Composición de las piedras y suelo de la tierra e) Diagnóstico de la diabetes 2. Los principales iones intracelulares y extracelulares son respectivamente: a) Fe y Cu b) Ca y Mg c) K y Na d) I y Cl e) P y Mn 3. Elemento que en los humanos su producción es regulada por la vitamina D y la hormona de la glándula paratiroides: a) Ca b) S c) I d) O e) K 4. ¿Qué grupo no guarda relación? a) K, Na, Se b) O, C, N c) P, Mg, S d) I, Fe, Co e) Ni, Cl, Cu Comprensión de información I. Responde brevemente: (2 puntos cada una) 1. ¿Por qué son llamados bioelementos secundarios? ……………………………………………………………………………………………….................................. ……………………………………………………………………………………………….................................. 2. ¿Qué caracteriza a las biomoléculas orgánicas? ……………………………………………………………………………………………….................................. ……………………………………………………………………………………………….................................. 3. ¿Cuál es la función de hierro en el organismo? ……………………………………………………………………………………………….................................. ……………………………………………………………………………………………….................................. 4. ¿Qué alimentos son indispensables para la adquisición de yodo? ……………………………………………………………………………………………….................................. ……………………………………………………………………………………………….................................. 5. ¿Qué es la Bioquímica? ……………………………………………………………………………………………….................................. ……………………………………………………………………………………………….................................. Tarea domiciliaria Unidad II - Capítulo 1 39 Biología Tercer año de secundariawww.trilce.edu.pe II. Correlaciona: (0,5 puntos cada una) 1 Sales que favorecen el transporte a través de la membrana celular. Calcio 2 Su deficiencia causa cretinismo (problemas en el crecimiento de los niños). Cloro 3 Presente en el jugo gástrico. Cobalto 4 Es importante para la dureza de los hueso y dientes. Yodo 5 El color de la clorofila se debe a la presencia... Potasio y sodio 6 La anemia perniciosa es causada por la carencia de vitamina B12 que contiene al mineral... Magnesio III. Marca verdadero (V) o falso (F) según corresponda: (0,5 puntos cada una) 1 El fósforo es un bioelemento que se encuentra en la formación de huesos y dientes. 2 La anemia se da porque no se forma la hemoglobina debido a la carencia de calcio. 3 Los bioelementos primarios son los más abundantes en la naturaleza. 4 El 4% de los bioelementos corresponde a los secundarios. 5 Las sales se encuentran dentro de las biomoléculas inorgánicas. 6 La bioquímica permite conocer los requerimientos nutricionales del organismo. IV. Marca la alternativa correcta. (1 punto cada una) 1. Se encuentran en pequeñas cantidades formando parte de la composición química de la célula: a) C, N, H, O b) Zn, Cu, Mn, F c) Na, P, K, H d) Ca, P, S, K e) C, P, H, N 2. El catión más abundante del medio extracelular es: a) Cl b) K c) Ca d) Na e) F 3. El bioátomo que participa en la clorofila es: a) Ca b) Fe c) Mn d) Mg e) Cu 4. Los macroelementos son llamados también: a) Primarios b) Biogenésicos c) Organógenos d) Plásticos e) Todos Actividades complementarias V. Averigua el concepto, causas y consecuencias de la osteoclastosis. (Redáctelo a mano en su cuaderno). 40 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 Estudio de las biomoléculas (parte I) Clasificación Para su mejor estudio y comprensión, las biomoléculas han sido agrupadas en dos categorías: inorgánicas y orgánicas. Biomoléculas inorgánicas Son aquellas que en su estructura química no presentan enlaces “carbono con carbono”. Ejemplos: agua, sales minerales, gases, algunos ácidos y algunas bases. Biomoléculas orgánicas Son aquellas cuya estructura química sí posee enlaces “carbono con carbono” (-C - C - C-). Ejemplos: glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, vitaminas, algunos ácidos y algunas bases. Estudio de las biomoléculas inorgánicas 2 Molécula de agua Cristal de NaCl Iones solvatados Na+ Cl-- Las biomoléculas son sustancias que resultan de la combinación de dos o más bioátomos. Existen varios tipos de biomoléculas, cada una con una o más funciones importantes para la vida de los organismos. ¿Por qué se dice que las biomoléculas inorgánicas mantienen la homeostasis? ht tp :// w w w .n ue st ro m ar .o rg /im ag en es /n ot ic ia s/ 20 09 /0 50 10 9_ ag ua .jp g Unidad II - Capítulo 2 41 Biología Tercer año de secundariawww.trilce.edu.pe Agua Es un compuesto inorgánico formado por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Su fórmula es H2O. Cada átomo de hidrógeno se une al átomo de oxígeno por medio de un enlace llamado “covalente polar”, dicho enlace permite la formación de dos polos (positivo y negativo), los que confieren al agua su naturaleza dipolar. El agua representa la sustancia más abundante de la naturaleza. El agua es la biomolécula más abundante de los seres vivos, en los humanos representa aproximadamente el 60% de su peso corporal. Funciones biológicas del agua • El agua proporciona el medio para que se lleven a cabo las reacciones químicas de la vida. • El agua actúa como disolvente de sales, azúcares, ácidos y muchos compuestos más, por eso se le considera el “disolvente universal”. • El agua permite la absorción y transporte de sustancias nutritivas (alimentos) y la excreción de desechos. • El agua regula la temperatura corporal, enfría nuestro cuerpo cuando este ha producido demasiado calor. • El agua lubrica (mantiene húmedas) las cavidades de nuestro cuerpo, como la boca, garganta, bronquios, etc. • El agua es el constituyente principal de los flujos corporales, tales como la sangre, saliva, sudor, moco, jugo gástrico, semen, humor vítreo, leche, bilis, orina, etc. Propiedades más importantes del agua Dipolaridad Consiste en la presencia de dos polos (positivo y negativo), debido a la presencia del enlace covalente polar entre el átomo de hidrógeno y el átomo de oxígeno. Esta propiedad le permite al agua actuar como un “gran disolvente”, asimismo le permite formar enlaces “puentes de hidrógeno” entre moléculas vecinas. Cohesión molecular Esta propiedad permite que las moléculas de agua se mantengan unidas por medio de “puentes de hidrógeno”. Cada molécula de agua puede establecer cuatro puentes de hidrógeno con otras cuatro moléculas de agua contiguas. Tensión superficial Esta propiedad permite al agua mantener fuertemente unidas sus moléculas que se encuentran en su superficie libre, por tal motivo muchos insectos ponen sus huevos y hasta “caminan” por la superficie del agua sin hundirse. Elevado calor específico Esta propiedad permite al agua actuar como regulador de la temperatura corporal, el agua es el líquido que más tiempo tarda en calentarse, esto se debe a la presencia de un gran número de puentes de hidrógeno, por tal motivo requiere de 100ºC para hervir y poder pasar al estado de vapor. El agua absorbe mucho calor, por ello es un termorregulador muy eficaz. Capilaridad Esta propiedad le permite al agua ascender por finos tubos llamados capilares, en esta función intervienen la cohesión y adhesión moleculares y la tensión superficial. Ciclo del agua ht tp :// 4. bp .b lo gs po t. co m /_ YP Sj ac dj 2s E/ S- H L_ Q C bb G I/ A A A A A A A A Fn k/ F7 b7 rO vZ h- I/s 16 00 /e l+ ci cl o+ de l+ ag ua .jp g 42 Colegios TRILCE Central: 6198 - 100 Potencial de hidrogenión (pH) El pH es la medida de la concentración de iones de hidrógeno (hidrogeniones) que posee una solución biológica (fluido corporal), a mayor concentración de hidrógeno se dirá que la solución es ácida y a menor concentración de hidrógeno se dirá que es básica o alcalina.
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