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EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 1 B - biología EDUBP | AMB a n u a l EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 2 índice presentación 3 macroobjetivos 4 programa 5 contenido módulos mapa conceptual 6 agenda 7 material 8 material básico material complementario glosario 8 módulos * m1 | 11 m2 | 16 m3 | 24 m4 | 29 m5 | 37 * cada módulo contiene: microobjetivos contenidos actividades glosario material evaluación 43 g g g g g g g g g impresión total del documento 43 páginas ! EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 3 Bienvenido a Biología presentación La Biología es la ciencia que estudia a los seres vivos en general. El estudio racional de esta ciencia, como el de cualquier otra, conlleva a la adquisición en forma gradual y ordenada, de una serie de conceptos indisolublemente relacionados. A posteriori, estos conceptos le permitirán coordinar los conocimientos parciales que tenga y alcanzar conceptos generales para que pueda ajustar su criterio de interpretación sobre los hechos biológicos. En el desarrollo de la asignatura usted estudiará que es un ser viviente, ya que ése es el objeto básico de la Biología, comenzando por sus características fundamentales, (comunes a todos los organismos, independientemente de su grado de complejidad): el metabolismo, la reproducción y la irritabilidad; funciones que implican la fabricación o asimilación de nutrientes para su crecimiento, la herencia en descendientes similares a los padres, y adaptaciones fisiológicas que lo relacionan con su ambiente. Estudiará además el agua como un constituyente fundamental de la vida, a la vez que el solvente universal donde se pueden encontrar los tres tipos de compuestos fundamentales: proteínas, lípidos e hidratos de carbono, además de los ácidos nucleicos. En este sentido, son también importantes algunos oligoelementos presentes como hierro, manganeso, potasio, calcio y sodio. También abordará en esta materia el tema de la célula, muchas veces definida como la unidad anatómica y fisiológica de todos los organismos y la manera más sencilla en que se puede organizar un ser vivo. Las primeras células tenían orgánulos como los ribosomas, para la síntesis de proteínas, pero carecían de orgánulos formados por doble membrana (incluida la membrana nuclear o carioteca), razón por la que se las llama procarióticas. Las células más complejas cuentan con mitocondrias, donde se produce la respiración, y cloroplastos, donde se produce la fotosíntesis. Tienen además membranas nucleares, por lo cual se las conoce como eucarióticas. En ambos casos está presente el ADN, cuya función es primordial en la división celular por mitosis o por meiosis, que son la base de las leyes de la herencia y la genética mendeliana. El ARN, a su vez, es responsable de la síntesis de proteínas. Los virus, si bien no son celulares, serían derivados de bacterias, razón por la que es importante conocer los diferentes grupos existentes y su reproducción. La diversidad biológica será el eje de la asignatura, por eso analizará el Reino Monera (que comprende a las arquebacterias, las eubacterias y las cianobacterias), su papel en el ecosistema, y su rol como fijadoras de nitrógeno. Según la teoría de la endosimbiosis se explicará la formación de las células eucarióticas, pasando así al Reino Protista, que comprende organismos simples conocidos globalmente como “algas” (Diatomeas o Bacillariofíceas, Clorofíceas, Rodofíceas, y Feofíceas) o como “hongos mucosos” (Mixomicetes). Los grupos conocidos como Euglenofíceas y Pirrofíceas se pueden considerar como una transición entre vegetales y animales, relacionados con los Protozoos y el Reino Fungi. Este último abarca a los hongos superiores, Ascomicetes y Basidiomicetes, de gran importancia en los ecosistemas como degradadores de la materia orgánica. El Reino Plantae comprende a los Vegetales Superiores, que tienen tejidos diferenciados como parénquima, colénquima y esclerénquima, además de los vasos de conducción especializados en xilema y floema. Se estructuran en raíz, tallo y hojas, y forman flores y frutos para su reproducción. Los vegetales más sencillos son los Musgos y Hepáticas, y luego los Helechos, a los que siguen las Gimnospermas y Angiospermas. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 4 macroobjetivos Por el lado del Reino Animalia irá estudiando los principales taxones de Invertebrados, para dedicarse después a los Vertebrados, en las Clases de los Peces, Anfibios, Reptiles, Aves y Mamíferos. Mediante los conceptos de analogía y homología verá la anatomía comparada de todos los grupos, los tejidos y órganos y los diversos aparatos y sistemas, así como los ciclos biológicos y métodos de reproducción. Finalizará con algunas nociones de Paleontología, relaciones filogenéticas entre los animales, y los procesos de variabilidad genética y selección natural cuyo resultado es la evolución orgánica. La Ecología, asignatura que usted ya cursó, cobrará aquí relevancia, en cuanto rama de la Biología que se ocupa también de los seres vivos, pero no en forma particular, sino desde el punto de vista de sus relaciones con el ambiente en que se desarrollan y de las interacciones entre ellos mismos. La carrera que usted ha elegido, está íntimamente relacionada a una Biología Aplicada, ya que en su futura profesión, usted se ocupará en general del estudio del ambiente y de los organismos que lo habitan. Asimismo, y, en forma particular, usted buscará el manejo racional del medio, dentro del cual todos los seres vivos –o elementos bióticos– juegan un papel preponderante, cada uno en su función específica y también como parte de un todo armónico. Es sabido que los organismos tienen un papel muy importante en la modificación de algunas variables ambientales, y también en procesos industriales donde intervienen organismos. Es por todo ello que la Biología le resultará una de las disciplinas básicas más importantes en su formación como futuro profesional. Por cualquier duda que pudiera surgir a medida que lea el material, recuerde que puede encontrarme en el espacio de la tutoría. ¡Éxito con su estudio! • Distinguir los principales componentes químicos de los seres vivos para poder comprender su importancia en la celular. • Describir los orgánulos y el funcionamiento de la célula y sus componentes, a fin de valorar su importancia como unidad anatómica y fisiológica de todos los seres vivos. • Diferenciar y clasificar a los seres vivos vegetales y animales, en base a conceptos de analogía y homología, como una herramienta para la identificación de los principales organismos componentes de un determinado ecosistema. • Relacionar las diversas funciones fisiológicas de los organismos con las estructuras morfológicas que las sustentan, a fin de apreciar la relación existente entre forma y función en los organismos y ecosistemas. • Integrar los distintos papeles de los seres vivos dentro del ecosistema general, y su relación con el hombre. De esta forma poder apreciar la importancia que cada especie tiene dentro del ambiente donde vive, en relación a otras especies con las que interactúa y a la importancia beneficiosa o perjudicial para el hombre. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 5 programa Módulo I: Definición y características de los seres vivos Definición y características de los seres vivos: metabolismo, reproducción, irritabilidad. Composición química básica de los seres vivos: hidratos de carbono, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. Estructura y función de los principales componentes de los seres vivos. Agua, importancia, regulación, equilibrio osmótico. Oligoelementos, hierro, magnesio, potasio, calcio, sodio. Módulo II: Estructura y morfología celular Célula. Estructura y morfología celular. Células procariotas: citoplasma y ácidos nucleicos. Células eucariotas: organización de un núcleo eucariota.Metabolismo celular. Orgánulos celulares y sus principales funciones: núcleo, mitocondrias, plástidos, ribosomas, retículo endoplásmico. Estructura y síntesis del ADN. División celular. División simple. Mitosis y meiosis. Herencia y variabilidad genética. Estructura y síntesis del ARN. Síntesis de proteínas. Virus: tipos de cápsulas y capsómeros. Bacteriófagos. Reproducción de los virus. Tipos de ácidos nucleicos virales. Módulo III: Diversidad Bacteriana Bacterias: diversidad. Cocos, bacilos y espirilos. Ecología y fisiología de bacterias. Papel de las bacterias en el ecosistema. Bacterias fotosintetizantes y cianobacterias. Fijación del nitrógeno. Ciclo del nitrógeno. Teoría endosimbiótica sobre el origen de los eucariontes. Algas unicelulares: diatomeas. Algas pluricelulares: clorofíceas, rodofíceas y feofíceas. Importancia en el ecosistema marino. Mixomicetes. Hongos ascomicetes y basidiomicetes: estructura e importancia como degradadores. Euglenofíceas y pirrofíceas: la transición hacia los animales. Protozoos: ciliados y sarcodinas. Módulo IV: Organización y clasificación general de los vegetales Vegetales. Organización y clasificación general de los vegetales. Tejidos y órganos vegetales. Parénquima, colénquima y esclerénquima. Xilema y floema. Estructura de la raíz, tallo y hoja. Flor y fruto. Fisiología de las plantas vasculares. Helechos, musgos y hepáticas. Relaciones simbióticas: líquenes y micorrizas. Reproducción y ciclos biológicos. Esporófito y gametófito. Fotosíntesis y respiración. Papel de las plantas en los ecosistemas. Relaciones filogenéticas en los diferentes grupos vegetales. Módulo V: Organización y clasificación de los animales Animales. Clasificación general de los animales. Caracterización de los principales grupos de invertebrados y vertebrados. Tejidos y órganos animales. Aparatos y sistemas. Esqueleto y músculos. Sistema nervioso y hormonal. Sistema digestivo y circulatorio: nutrición y alimentación. Respiración y energía. Ciclos biológicos y sistemas reproductivos. Papel de los animales en los ecosistemas. Relación predador-presa. Simbiosis, parasitismo y comensalismo. Relaciones filogenéticas entre los animales. Variación genética y selección natural. Teorías evolutivas actuales. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 6 mapa conceptual tutores EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 7 agenda Porcentaje estimativo por módulo según la cantidad y complejidad de contenidos y actividades. Módulos Porcentajes estimados 1 15% 2 20% 3 20% 4 20% 5 25% Total 100% Representación de porcentajes en semanas Semanas Módulos 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Primer Parcial 12 13 14 15 16 17 Segundo Parcial 18 19 20 21 22 23 Tercer Parcial 24 25 26 27 28 29 30 Cuarto Parcial EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 8 material glosario A ADN: ácido desoxirribonucleico. Aminoácido: compuesto que contiene los dos grupos amino básicos y carboxilo. Constituyente de las proteínas. Anabolismo: síntesis de moléculas complejas a partir de sustancias simples. Anaeróbico: que vive en ausencia de oxígeno. ARN: ácido ribonucleico. ATP: adenosina trifosfato. Autólisis: autodisolución de la célula o tejido. Auxina: hormona de crecimiento. B Biósfera: la parte de la Tierra en la que hay seres vivos. Materiales Básicos • CURTIS, Helena: Biología. Barcelona, Panamericana, 1997. Capítulos 1, 2, 3, 14, 15 y 16 Materiales Complementarios • ABERCROMBIE, M. et al.: Diccionario de Biología. Bs. As., Lerú, 1980. • BERKALOFF, André et al.: Biología y Fisiología Celular. Barcelona, Omega, 1993. • FONT QUER, Pio: Diccionario de Botánica. Barcelona, Labor, 1998. • KARLSON, Peter: Manual de Bioquímica. Barcelona, Marín, 1988. • PROSPERI, C: Darwin y Santo Tomás. Córdoba, Advocatus. 2015 • SCAGEL, Robert et al.: El Reino Vegetal. Barcelona, Omega, 1997. • STORER, Tracy et al. : Zoología General. Barcelona, Omega, 1995 Sitios en Internet • www-cyanosite.bio.purdue.edu – Página web sobre cianobacterias (Purdue University). • http://www.insects.org página Web sobre Insectos. • http://www.jbc.org – Página web del Journal of Biological Chemistry (en inglés). EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 9 C Catabolismo: desintegración de moléculas orgánicas complejas. Cenobio: conjunto de células algales dispuestas de un modo específico. Cianofíceas: algas procarióticas, azul-verdosas. Cigoto: el huevo fertilizado. Clorofila: pigmento verde fotosintético. Cromatina: constituyente de los cromosomas. D Deshidrogenasa: enzima que quita un hidrógeno al sustrato. Diálisis: método de separación de pequeñas moléculas. E Endémico: limitado a una determinada región. Enzima: catalizador orgánico. F Fago: virus bacteriófago. Fijación del nitrógeno: conversión del nitrógeno gaseoso en compuestos nitrogenados. Fitófago: que se alimenta de vegetales. Funguicida: que mata a los hongos. G Galactosa: azúcar hexosa. Gameto: célula reproductiva. Gen: factor hereditario. Glucosa: azúcar de seis átomos de carbono. H Hábitat: lugar particular habitado por organismos. Hifa: filamentos del talo de un hongo. Hipógeo: subterráneo. I Interfase: estado de inactividad del núcleo celular. L Lactosa: azúcar con doce átomos de carbono. Leucocito: glóbulo blanco. Levaduras: hongos unicelulares. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 10 M Meiosis: división celular reduccional. Melanina: pigmento oscuro de la piel. Metafase: etapa de la división celular en que los cromosomas se disponen en el ecuador del huso. Micorriza: simbiosis de hongos con las raíces de plantas. Mitosis: división celular no reduccional. N Nomenclatura: sistema para designar científicamente a las plantas y animales. O Ocelo: receptor luminoso. Ontogenia: desarrollo del individuo. P Pepsina: enzima que desdobla las proteínas. Plancton: organismos que flotan sin movilidad propia. Q Quimiotaxis: tactismo químico. R Riboflavina: vitamina del grupo B. S Sésil: que no tiene tallo o pie. T Talo: cuerpo vegetativo de las plantas avasculares. Taxón: término general para los diferentes grupos de clasificación de animales y plantas. Tropismo: respuesta a un estímulo. V Vacuola: espacio lleno de líquido dentro de una célula. Z Zooide: miembro de una colonia de animales unidos mutuamente. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 11 módulos contenidosm1 m1 microobjetivosm1 • Distinguir por sus características más importantes a los seres vivos de los elementos abióticos del ecosistema, con el propósito de comprender mejor la relación entre los factores orgánicos y los inorgánicos. • Analizar la estructura química de la célula para poder describir los componentes químicos de un organismo así como sus proporciones. • Estudiar la micro-fisiología de una célula para poder integrar los elementos bioquímicos con el papel que cumplen dentro del organismo. Durante mucho tiempo seres vivientes fueron considerados totalmente distintos a los no vivientes, y se trató de explicar sus manifestaciones vitales por medio de la observación de su conformación exterior y de su organización interna. A medida que fueron haciéndose cada vez más precisos los medios de observación y estudio, se fue profundizando en el conocimiento de los detalles de estructura. Así se conocieron primero los órganos, luego los tejidos, las células (gracias a la utilización del microscopio) y finalmente se llegó a los orgánulos celulares por medio del microscopio electrónico. Esta etapa de investigación podría ser llamada la etapa morfológica de la biología, que ha llevado al conocimiento de los seres vivos hasta en las partes constitutivas más pequeñas. Paralelamente, gracias a los grandes progresos de la física y de la química (especialmente de la microfísica y la química molecular) se demostró que los seres vivos, en lo que hace a su composición química, tienen una estrecha relación con la estructuray composición de los seres no vivientes. También se comprobó que la mayoría de los fenómenos físicos y químicos se rigen por leyes que son comunes tanto a los seres vivientes como a los no vivientes. Esta otra etapa de investigación es la que podría llamarse la etapa fisicoquímica de la biología, la cual alcanzó progresos tan importantes que llegó al límite de lo que sería la observación morfológica propiamente dicha. Cualquiera que sea la esencia de la vida, algo puramente material o con un componente espiritual, desde el punto de vista de lo comprobable por métodos científicos, la vida se manifiesta en una materia muy particular que conocemos con el nombre de seres vivos. Por ello es que resulta fundamental para la investigación biológica el tener conocimientos de físico-química, como base para la interpretación de los fenómenos de carácter material que se producen en los organismos. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 12 Por medio de la Actividad 1 usted podrá comparar varias definiciones de “vida” y de “ser viviente”, términos que no significan lo mismo, ya que uno alude a la esencia de la vida mientras que el otro se refiere al modo en que esa esencia se manifiesta en forma concreta. Asimismo, será importante que usted ponga atención en los principios generales unificadores que constituyen a la biología moderna en su carácter de ciencia. Los organismos están formados básicamente de agua, que actúa como el solvente de proteínas, lípidos e hidratos de carbono. Estos compuestos, a su vez, tienen como elementos principales al carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, a los que se suman una cantidad variable de otros elementos, a veces en proporciones muy pequeñas. En este sentido, la Actividad 2 le brindará la posibilidad de ahondar acerca de las proporciones de los diferentes elementos que constituyen una célula, y así visualizar la importancia de cada uno para el mantenimiento de la vida (aun en esta forma más simple). Como es bien sabido, el agua es el ámbito en donde se originó la vida, por eso los primeros organismos han sido de hábitats netamente acuáticos e incluso los seres que habitan en la tierra debieron estructurar su cuerpo. Tanto así, que cada célula sigue teniendo su citoplasma formado por agua, y está siempre en un medio líquido, sea linfa, sangre o algún otro fluido. Esto ha llevado a activar diversos mecanismos para mantener el equilibrio osmótico cuando el medio en que se vive no es isotónico. Por eso, en la Actividad 3 se introduce a la importancia del agua para la vida, como el solvente universal de todos los compuestos vitales y constituyentes básicos del citoplasma. A la vez que, con el ejemplo de un lago, que funciona ecológicamente de manera análoga a un organismo, se podrá estudiar su funcionamiento en caso de alterarse algunas de sus variables. Pero, además de las proteínas, carbohidratos y lípidos, los organismos tienen unos compuestos muy especiales para transmitir la herencia y controlar el funcionamiento general de la célula. Estos son los ácidos nucleicos, que están formados por nucleótidos y dos tipos de bases, las púricas y las pirimídicas. El ADN, el verdadero factor hereditario, es intranuclear, mientras que el ARN se va copiando sobre el ADN y, fuera del núcleo, se encarga de la síntesis de proteínas en los ribosomas y especialmente de las enzimas de naturaleza proteica, que regulan en general todos los procesos celulares. Finalmente, para comprender los principios de estas moléculas (las más importantes en lo que hace al funcionamiento y transmisión de la vida), la Actividad 4 relaciona al ADN y ARN con el control general de la materia viviente y la síntesis de compuestos fundamentales como las proteínas. Para profundizar estos conocimientos, lo invitamos a iniciar el estudio de la asignatura a partir de la realización de las actividades. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 13 actividadesm1 m1 | actividad 1 m1 | actividad 2 Características de los seres vivos Consigna: 1 - Lo invito a leer en el libro de H. Curtis (1997) el título “Principios unificadores de la Biología Moderna”, en la Introducción. Luego de ello: 2-Asimismo, busque definiciones de “vida” y de “ser viviente” en otros textos o enciclopedias. 3-Luego de ello, realice un cuadro comparativo de las distintas definiciones encontradas. Composición química de los seres vivos Consigna: Lo invito a leer los capítulos 2 y 3 del libro de Curtis. Luego de ello, realice un gráfico porcentual, es decir, que resuma la composición porcentual de una célula en hidratos de carbono, proteínas, lípidos y agua. m1 | actividad 3 Importancia del agua Consigna: Para realizar esta actividad, usted deberá leer, en el libro de H. Curtis, el ensayo “Ciclo estacional de un lago”, en el capítulo 2. Considerando dicho texto, explique las siguientes situaciones: 1. ¿Qué pasaría si el contenido de fósforo en el agua descendiera hasta ser limitante para el crecimiento del fitoplancton? 2. ¿Qué ocurriría si se introdujera una especie de pez que fuera fuertemente predadora sobre el zooplancton? EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 14 m1 | actividad 4 Ácidos nucleicos y proteínas a. Lea en el Libro de Curtis el ensayo: “El RNA y el origen de la vida”, en el capitulo18. Y el capítulo 3 del Libro de Prosperi “Evolución Geo-Química” b. Observe el gráfico sobre las interacciones entre ADN, ARN y proteínas, y explique como se relacionan todos los elementos. glosariom1 A ADN: ácido desoxirribonucleico. Aminoácido: compuesto que contiene los dos grupos amino básicos y carboxilo. Constituyente de las proteínas. Anabolismo: síntesis de moléculas complejas a partir de sustancias simples. Anaeróbico: que vive en ausencia de oxígeno. ARN: ácido ribonucleico. ATP: adenosina trifosfato. Autólisis: autodisolución de la célula o tejido. B Bacilo: bacteria de forma alargada. C Caroteno: pigmento auxiliar de la fotosíntesis, de color naranja. Catabolismo: desintegración de moléculas orgánicas complejas. Clorofila: pigmento verde fotosintético. Cromatina: constituyente de los cromosomas. D Deshidrogenasa: enzima que quita un hidrógeno al sustrato. Diálisis: método de separación de pequeñas moléculas. E Enzima: catalizador orgánico. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 15 F Fago: virus bacteriófago. G Galactosa: azúcar hexosa. Gen: factor hereditario. Glucosa: azúcar de seis átomos de carbono. H Hábitat: lugar particular habitado por organismos. I Interfase: estado de inactividad del núcleo celular. L Lactosa: azúcar con doce átomos de carbono. M Meiosis: división celular reduccional. Metafase: etapa de la división celular en que los cromosomas se disponen en el ecuador del huso. Micorriza: simbiosis de hongos con las raíces de plantas. Mitosis: división celular no reduccional. N Nomenclatura: sistema para designar científicamente a las plantas y animales. O Ocelo: receptor luminoso. Ontogenia: desarrollo del individuo. P Pepsina: enzima que desdobla las proteínas. Plancton: organismos que flotan sin movilidad propia. Q Quimiotaxis: tactismo químico. Quitina: polisacárido que recubre a los artrópodos y hongos. R Riboflavina: vitamina del grupo B. S Sésil: que no tiene tallo o pie. T Taxón: término general para los diferentes grupos de clasificación de animales y plantas. V Vacuola: espacio lleno de líquido dentro de una célula. Z Zooide: miembro de una colonia de animales unidos mutuamente. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 16 materialm1 m2 microobjetivosm2 • Diferenciar, en base a su morfología y a su función, los principales orgánulos que integran una célula, para establecer las relaciones existentes entre los conceptos básicos de anatomía y fisiología. • Conocer las funciones vitales elementales que se desarrollan en la célula, a fin de relacionarlas con los orgánulos que cumplen cada una de esas funciones. • Estudiar la organización en tripletesdel ADN para poder establecer su relación con la síntesis de las proteínas y la estructura de los genes. • Describir los distintos elementos que componen los virus, y su función en la reproducción, de modo que permitan establecer las diferencias fundamentales con los organismos celulares. Material Básico • CURTIS, Helena: Biología. Barcelona, Panamericana, 1997. Capítulos 1, 2, 3, 14, 15 y 16 Materiales Complementarios • ABERCROMBIE, M. et al.: Diccionario de Biología. Bs. As., Lerú, 1980. • KARLSON, Peter: Manual de Bioquímica. Barcelona, Marín, 1988. • http://www.jbc.org – Página web del Journal of Biological Chemistry (en inglés). EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 17 contenidosm2 Si se observa el conjunto de los organismos vivientes y fósiles que existen o han existido sobre la Tierra, se encuentra una enorme biodiversidad, es decir, una gran variedad de formas, dimensiones, organización, metabolismo, nutrición y reproducción. A pesar de las marcadas diferencias, todos los seres vivos presentan algo en común: la absoluta unidad en su composición físico-química fundamental. Todos están constituidos por un sistema acuoso, muy heterogéneo y dinámico, al que se ha llamado protoplasma. Al ser éste el sistema en el que se originan todas las formas materiales en que se expresa la vida, se homologa al protoplasma con la materia viviente. Si se comparan las diferentes formas de seres vivos, se comprueba que en todos ellos se producen procesos básicos muy semejantes –también llamados funciones – tales como la absorción, secreción, digestión, circulación, asimilación, respiración, desasimilación, excreción, reproducción, irritación, locomoción, etc. El análisis microscópico de todos los organismos muestra que están constituidos por al menos una o por muchas células, que a su vez tienen formas variadas pero de una composición y organización físico- química muy semejante, la cual funciona también de manera similar. Incluso en el caso de organismos unicelulares, esa única célula puede cumplir todas las funciones fundamentales en los seres vivos, aun si se trata de organismos multicelulares. De ahí se deduce que a pesar de su mayor complejidad, el funcionamiento de todo ser viviente es básicamente el mismo que el de la célula Comprender la morfología y fisiología de la célula, por lo tanto, es la base para el mejor entendimiento de los organismos en general. La Actividad 1 introduce a la organización interna de una célula típica, relacionando los orgánulos que están dentro del protoplasma con la función que cada uno cumple. Además de todas las funciones fisiológicas (como la nutrición, excreción, asimilación, respiración, etc.) los seres vivos se caracterizan porque pueden dejar descendencia, o sea, otros organismos similares que van a sobrevivir a la muerte de sus padres y aseguran la permanencia de la especie. Por ello, la reproducción es considerada como una de las funciones vitales más importantes. La reproducción en los organismos simples se hace por división de la célula, de manera que cada célula hija recibe una dotación cromosómica igual a la de sus padres. Del mismo modo es como se forman los tejidos en el caso de organismos pluricelulares. Sin embargo, existe la reproducción sexual, que implica la mezcla de genes de dos individuos distintos, aunque de la misma especie. De esa manera facilita la evolución por la variabilidad genética y la recombinación que se produce. Pero a la vez debe asegurarse, en este caso, que la descendencia reciba la mitad de la dotación cromosómica de cada progenitor, para que el número cromosómico de la especie se mantenga constante. Por ello, las formas básicas de división celular son la mitosis, en las células somáticas donde no hay reducción del número cromosómico, y la meiosis (también llamada división reduccional) en las células reproductivas o gaméticas. La diferencia entre estas formas de división celular se clarificará cuando usted realice la Actividad 2. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 18 Como vio en el módulo anterior, la base de la herencia, así como el contenido de toda la información necesaria para la formación y el funcionamiento de un nuevo individuo, depende de los ácidos nucleicos. Las formas de división celular mencionadas más arriba están estrechamente relacionadas con estos ácidos nucleicos, cuya estructura molecular en forma de doble hélice se comprende por medio de la Actividad 3. Allí se verá la unión entre los nucleótidos y las bases de adenina, timina, guanina y citosina, cuya combinación en tripletes da origen a lo que se conoce como el “código genético”. Por su parte, los virus son un caso muy especial, ya que no son celulares, no están formados por protoplasma, ni tienen metabolismo, razón por la cual no cumplen la mayoría de las funciones enumeradas para los seres vivos. Sin embargo poseen ácidos nucleicos, ADN o ARN, con los cuales pueden parasitar células o tejidos y lograr así reproducirse. Por ello, no existe un acuerdo generalizado acerca de si son seres vivientes o no. Se supone que los virus podrían haberse originado a partir de arquebacterias muy sencillas que se hicieron todavía mucho más simples como una adaptación al parasitismo, convirtiéndose en parásitos obligados. La Actividad 4 sirve para apreciar la diversidad de virus, los cuales, al no ser celulares, presentan estructuras de cápsulas proteicas muy particulares y, como parásitos que son, atacan a muy distintas formas de organismos (desde las bacterias hasta el hombre). Lo invitamos entonces a realizar las actividades para profundizar en el estudio de los temas propuestos. Ante cualquier duda, recuerde que puede comunicarse a través del espacio de la tutoría. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 19 m2 | actividad 2 actividadesm2 m2 | actividad 1 Mitosis y Meiosis Realice un cuadro comparativo, de doble entrada, sobre la división celular por mitosis y por meiosis, usando los siguientes items: -Lugar del organismo donde se produce. -Función en la naturaleza. -Dotación genética de las células hijas. -Cantidad de células hijas. -Existencia o no de crossing over. -Importancia en la variabilidad genética. Célula procariota y eucariota Lea en el libro de Curtis los capítulos 5, 6 y 7 completos. Y el capítulo 4 del libro de Prosperi “Evolución Botánica”. a. Observe el esquema general de una célula eucariota (1); anote los nombres de todos los orgánulos y describa brevemente su función. (1) Imagen extraíada de WATSON, James D. Molecular Biology of the Gene. 3º ed. Ed. Benjamin Cummings, Canadá, 1977. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 20 m2 | actividad 3 Estructura del ADN Consigna: Para realizar la presente actividad, lea en el libro de H. Curtis los capítulos 12 y 15 completos. a. Observe el esquema que se presenta a continuación sobre la estructura molecular del ADN en el núcleo, y nombre todas sus partes. b. Utilizando dicho esquema, ¿cómo explicaría a alguien que desconoce el tema la relación que se establece entre tripletes y proteínas? m2 | actividad 4 Virus Consigna Para realizar la presente actividad l invito a leer en el libro de H. Curtis (1997) el título “Virus” del capítulo 16, y el ensayo “El bacteriófago px174 rompe las reglas”, del capítulo 17. Luego de ello, observe las figuras a continuación con distintos tipos de virus y haga un cuadro comparando las características de los mismos. Al armar el cuadro, considere describir: su forma, la composición de la cápsula, el tipo de ácido nucleico, la forma de reproducción y los organismos que ataca. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 21 glosariom2 A ADN: ácido desoxirribonucleico. Adaptación: toda característica de los organismos que mejora su capacidad de supervivencia. Adventicio: que se origina en posición anormal. Aerenquima: tejido compuesto de células delgadas con grandes espacios intercelulares. Aminoácido:compuesto que contiene los dos grupos amino básicos y carboxilo. Constituyente de las proteínas. Anabolismo: síntesis de moléculas complejas a partir de sustancias simples. Anaeróbico: que vive en ausencia de oxígeno. Anfimixis: reproducción sexual. Apomixis: reproducción asexual. ARN: ácido ribonucleico. ATP: adenosina trifosfato. Autólisis: autodisolución de la célula o tejido. Auxina: hormona de crecimiento. B Bentos: organismos que viven fijos al fondo de ambientes acuáticos. C EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 22 Caroteno: pigmento auxiliar de la fotosíntesis, de color naranja. Catabolismo: desintegración de moléculas orgánicas complejas. Caulinar: relativo al tallo. Cigoto: el huevo fertilizado. Clorofila: pigmento verde fotosintético. Conidio: esporo asexual de algunos hongos. Cromatina: constituyente de los cromosomas. D Deshidrogenasa: enzima que quita un hidrógeno al sustrato. Diálisis: método de separación de pequeñas moléculas. E Endémico: limitado a una determinada región. Enzima: catalizador orgánico. Epífito: que crece sobre una planta. F Fijación del nitrógeno: conversión del nitrógeno gaseoso en compuestos nitrogenados. Fitófago: que se alimenta de vegetales. G Galactosa: azúcar hexosa. Gameto: célula reproductiva. Gen: factor hereditario. Glucosa: azúcar de seis átomos de carbono. H Hábitat: lugar particular habitado por organismos. Hifa: filamentos del talo de un hongo. Hipógeo: subterráneo. I Interfase: estado de inactividad del núcleo celular. L Lactosa: azúcar con doce átomos de carbono. Levaduras: hongos unicelulares. M Meiosis: división celular reduccional. Metafase: etapa de la división celular en que los cromosomas se disponen en el ecuador del huso. Micorriza: simbiosis de hongos con las raíces de plantas. Mitosis: división celular no reduccional. N Nomenclatura: sistema para designar científicamente a las plantas y animales. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 23 O Ocelo: receptor luminoso. Ontogenia: desarrollo del individuo. P Parásito: organismo que vive a expensas de otro. Pecíolo: tallo de la hoja. Pepsina: enzima que desdobla las proteínas. Q Quimiotaxis: tactismo químico. R Rizoma: tallo subterráneo. S Sésil: que no tiene tallo o pie. T Talo: cuerpo vegetativo de las plantas avasculares. Taxón: término general para los diferentes grupos de clasificación de animales y plantas. V Vacuola: espacio lleno de líquido dentro de una célula. Z Zarcillo: modificación de las plantas que le sirve para trepar. materialm2 Materiales Básicos • CURTIS, Helena: Biología. Barcelona, Panamericana, 1997. Capítulos 4 a 6, y 9 a 13. Materiales Complementarios • ABERCROMBIE, M. et al.: Diccionario de Biología. Bs. As., Lerú, 1980 • BERKALOFF, André et al.: Biología y Fisiología Celular. Barcelona, Omega, 1993. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 24 contenidosm3 m3 microobjetivosm3 • Distinguir la diversidad de los seres vivos unicelulares: bacterias, algas, hongos y protozoos, para poder ordenarlos según una taxonomía estandarizada. • Diferenciar la estructura de las células procariotas y eucariotas y sus orgánulos, de modo que se puedan distinguir en base a estas características las bacterias del resto de los organismos. • Describir la fisiología de las células procariotas, especialmente la fijación del nitrógeno, para comprender su importancia en el ciclo natural de asimilación y utilización del nitrógeno. • Relacionar, según la teoría endosimbiótica, a las células eucariotas como derivadas de las procariotas para una comprensión del paso evolutivo que dio origen a todos los organismos a partir de las bacterias. La ecología considera al planeta organizado en diferentes ecosistemas, los cuales están formados por comunidades, poblaciones e individuos. La anatomía, por su parte, encuentra que los individuos se componen de sistemas, aparatos, órganos y tejidos. Finalmente, los tejidos están formados por células. Ello es válido cuando se trata de organismos complejos, pero existen también organismos mucho más simples, vegetales o animales, que constan de una sola célula, o que aun siendo multicelulares no están organizados en tejidos. Por ello, en estos casos se dice que tienen una organización celular. Incluso dentro de los unicelulares hay también un grupo de organismos conocidos globalmente como bacterias, con un tipo de célula muy simple, que carece de carioteca y de orgánulos con doble membrana; son los llamados procariotas (del griego “proto”, que significa “primero” o “simple”, y “carion”, que significa ‘“núcleo”, término que se usa en contraposición a los eucariotas (del griego “eu”, que queire decir “bueno” o “verdadero”). Todos estos organismos simples, por supuesto, fueron la base a partir de la cual evolucionaron los organismos pluricelulares más complejos, a los que globalmente conocemos como plantas o animales, y que se estudian en los módulos siguientes. La Actividad 1 de este módulo está orientada al entendimiento de la organización de los procariotas, fundamentalmente de las eubacterias y cianobacterias, su importancia en el ecosistema como organismos degradadores o fotosintetizantes, EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 25 y particularmente su papel fundamental en el ciclo del nitrógeno (ya que son los únicos que pueden fijar el nitrógeno atmosférico y transformarlo en compuestos que puedan luego ser asimilados por organismos superiores). De no existir estos organismos que reconvierten el nitrógeno gaseoso en compuestos nitrogenados, este elemento pasaría en su totalidad a integrar la atmósfera y se perdería toda posibilidad de ser utilizado por el resto de los animales y plantas. La transición de organismos procariotas a eucariotas se explica por varias teorías, pero la más difundida y generalizada es la que postula que los seres de organización eucariótica se originan de una simbiosis interna de dos organismos procariotas. Así, se ha podido comprobar que los cloroplastos y las mitocondrias tienen ADN en su interior, el cual difiere del ADN nuclear. La explicación sería que en realidad se trata de bacterias especializadas, respectivamente en fotosíntesis o en respiración, que han sido fagocitadas por otra célula, viviendo desde entonces de manera simbiótica en lo que se habría convertido en una célula eucariota. Esto se conoce como teoría endosimbiótica, y se estudiará por medio de la Actividad 2. Es importante destacar que, a pesar de que la etimología de los términos pro- y eucariota hace alusión a la organización del núcleo de cada uno de estos tipos de células, lo que verdaderamente las distingue es la presencia o no de orgánulos de doble membrana. Es decir que además de carecer de carioteca, los procariotas tampoco tienen cloroplastos, ni mitocondrias, ni aparato de Golgi o dictiosomas, ni forman vacuolas. La presencia de una carioteca va asociada, además, a la presencia de histonas, que compactan el ADN y permiten así concentrarlo en un núcleo que ocupa menos volumen, en proporción a la mayor cantidad de ácidos nucleicos. Los organismos como euglenas y dinoflagelados se conocen también como mesocariotas, aun cuando tienen orgánulos de doble membrana. Sin embargo, carecen de histonas y su división mitótica es diferente a la normal, ya que la carioteca no se deshace. A partir de esta célula eucariota, la reproducción y la variabilidad genética se hacen más frecuentes, con lo cual la diversidad de organismos aumenta notablemente. Existen algunos que tienen pigmentos fotosintéticos, pero también tienen ocelos, flagelos y fagocitosis, es decir que son autótrofos y heterótrofos, por lo que estarían en el origen tanto de los vegetales como de los animales propiamente dichos. La especialización en uno y otro sentido lleva a la formación de los distintos grupos de algas y de los animales más simples. Por otro lado, los hongos tienen enormes semejanzas con las plantas en lo que respecta a sus estructurasvegetativas y también reproductivas, pero no son fotosintetizantes sino predominantemente saprobios o parásitos, con paredes celulares compuestas no de celulosa sino de quitina, lo que los acerca a los animales. A modo de síntesis del módulo, y para abarcar la diversidad existente aún entre organismos que no forman tejidos complejos, la Actividad 3 relacionará por sus similitudes y diferencias a los principales grupos de organismos simples: bacterias, algas, hongos y protozoos. Lo invitamos a continuar estudiando, y a preguntar acerca de aquellos contenidos que puedan resultar dificultosos al estudiar. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 26 actividadesm3 m3 | actividad 1 m3 | actividad 2 Fijación y ciclo del nitrógeno Consigna a. Haga un esquema del ciclo del nitrógeno en la naturaleza. b. Utilizando este esquema, explique con sus propias palabras, la importancia de las bacterias y cianofíceas en el ecosistema. Al hacerlo ponga énfasis en el papel que éstas cumplen dentro del ciclo del nitrógeno. Extensión: una página aproximadamente. Teoría endosimbiótica Consigna a. Consulte la siguiente página Web sobre la teoría endosimbiótica: http://es.scribd.com/doc/7804603/Huellas-de-la-Evolucion-Celular-La-Teoria- Endosimbiotica Luego de ello, realice un cuadro comparativo que enumere las evidencias a favor y en contra de esta teoría. m3 | actividad 3 Bacterias, algas, hongos y protozoos Lea en el libro de Curtis los capítulos 21, 22 y 23 completos, y los capítulos 4 y 5 del libro de Prosperi (“Evolución Botánica” y “Evolución Zoológica I”). a. Confeccione un cuadro comparativo entre todos los grupos de bacterias, algas, hongos y protozoos, considerando: organización celular, pigmentos, composición de la pared celular, sustancias de reserva, hábitat, presencia o no de flagelos, y tipo de alimentación. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 27 glosariom3 A Actinomicete: bacteria filamentosa parásita. Adrenalina: hormona segregada por la glándula adrenal, de acción sobre el sistema parasimpático. Adventicio: que se origina en posición anormal. Aerenquima: tejido compuesto de células delgadas con grandes espacios intercelulares. Algas: plantas unicelulares o multicelulares, fotosintéticas, sin sistema vascular. Aminoácido: compuesto que contiene los dos grupos amino básicos y carboxilo. Constituyente de las proteínas. Anabolismo: síntesis de moléculas complejas a partir de sustancias simples. Anaeróbico: que vive en ausencia de oxígeno. Ascocarpo: cuerpo de fructificación de un ascomicete. ATP: adenosina trifosfato. Autólisis: autodisolución de la célula o tejido. Auxina: hormona de crecimiento. B Bacilariofíceas: algas unicelulares con pared de silice. Bacilo: bacteria de forma alargada. Basidiocarpo: cuerpo de fructificación de los basidiomicetes. Bentos: organismos que viven fijos al fondo de ambientes acuáticos. Biósfera: la parte de la Tierra en la que hay seres vivos. Briófitas: grupo de plantas avasculares que comprende hepáticas y musgos. C Caroteno: pigmento auxiliar de la fotosíntesis, de color naranja. Catabolismo: desintegración de moléculas orgánicas complejas. Caulinar: relativo al tallo. Cenobio: conjunto de células algales dispuestas de un modo específico. Cianofíceas: algas procarióticas, azul-verdosas. Cigoto: el huevo fertilizado. Clorofíceas: algas verdes. Clorofila: pigmento verde fotosintético. Conidio: esporo asexual de algunos hongos. Cromatina: constituyente de los cromosomas. D Dehidrogenasa: enzima que quita un hidrógeno al sustrato. Diálisis: método de separación de pequeñas moléculas. Dicotiledóneas: plantas con dos cotiledones. E Endémico: limitado a una determinada región. Enzima: catalizador orgánico. Epífito: que crece sobre una planta. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 28 F Fago: virus bacteriófago. Feofíceas: algas marinas de coloración amarronada. Fijación del nitrógeno: conversión del nitrógeno gaseoso en compuestos nitrogenados. Fitófago: que se alimenta de vegetales. Funguicida: que mata a los hongos. G Galactosa: azúcar hexosa. Glucosa: azúcar de seis átomos de carbono. H Hábitat: lugar particular habitado por organismos. Hifa: filamentos del talo de un hongo. Hipógeo: subterráneo. I Interfase: estado de inactividad del núcleo celular. L Lactosa: azúcar con doce átomos de carbono. Levaduras: hongos unicelulares. M Meiosis: división celular reduccional. Meristema: región de las plantas con activa división celular. Metafase: etapa de la división celular en que los cromosomas se disponen en el ecuador del huso. Micorriza: simbiosis de hongos con las raíces de plantas. Mitosis: división celular no reduccional. N Nomenclatura: sistema para designar científicamente a las plantas y animales. O Ocelo: receptor luminoso. Ontogenia: desarrollo del individuo. P Parásito: organismo que vive a expensas de otro. Pepsina: enzima que desdobla las proteínas. Plancton: organismos que flotan sin movilidad propia. Q Quimiotaxis: tactismo químico. Quitina: polisacárido que recubre a los artrópodos y hongos. R Riboflavina: vitamina del grupo B. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 29 materialm3 m4 microobjetivosm4 • Diferenciar los principales taxones vegetales, de acuerdo a su morfología y fisiología, para poder manejar con facilidad la sistemática de las plantas. • Distinguir los tejidos y órganos vegetales, en relación con sus funciones específicas, de modo tal que permita establecer la relación de forma y función en las plantas. • Describir y comparar el papel de los vegetales en los ecosistemas, a fin de comprender su relación con los elementos abióticos y con los animales. S Sésil: que no tiene tallo o pie. T Talo: cuerpo vegetativo de las plantas avasculares. Taxón: término general para los diferentes grupos de clasificación de animales y plantas. Tropismo: respuesta a un estímulo. V Vacuola: espacio lleno de líquido dentro de una célula. Z Zooide: miembro de una colonia de animales unidos mutuamente. Materiales Básicos • CURTIS, Helena: Biología. Barcelona, Panamericana, 1997. Capítulos 26, 27, 28 y 29 Materiales Complementarios • ABERCROMBIE, M. et al.: Diccionario de Biología. Bs. As., Lerú, 1980. • PROSPERI, C: Darwin y Santo Tomás. Córdoba, Advocatus. 2015 • www-cyanosite.bio.purdue.edu – Página web sobre cianobacterias (Purdue University). EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 30 contenidosm4 Antiguamente se consideraban plantas o vegetales, no solamente a los vegetales superiores sino también a las bacterias, algas y hongos. De manera análoga, se consideraban animales a todos los unicelulares globalmente conocidos como protozoos. Sin embargo, organismos como las euglenas o los dinoflagelados, son difíciles de enmarcar dentro de los criterios tradicionales usados para definir plantas o animales ya que tienen movilidad y se alimentan heterotróficamente, pero a su vez tienen pigmentos fotosintéticos y pueden vivir autotróficamente. Sucede lo mismo con los hongos, que tienen estructuras morfológicas comunes a los vegetales, pero poseen pared de quitina (como los artrópodos) y carecen de pigmentos fotosintéticos. Habiendo estudiado estas particularidades en el módulo anterior, este módulo abarcará aquellos organismos más complejos, constituidos por tejidos y órganos especializados en diferentes funciones, y con estructuras reproductivas también complejas. Los vegetales son, sin duda, los principales productores primarios de un ecosistema, aunque comparten esta función con las algas y bacterias fotosintéticas, ya que por medio de la clorofila pueden transformar la energía solar en carbohidratos, los que se constituirán en el sustento directo de los consumidores primarios, e indirecto de los secundarios y terciarios. Considerando solamente a los elementos bióticos, las plantas superiores son los más importantes componentes de un paisaje, y su presencia o ausencia condicionará muchosde los factores del ecosistema, especialmente la posibilidad de desarrollo de vida animal. Su importancia como recurso natural renovable es obvia, así como el uso que el hombre hace de ellas de tan diversa manera. Para sobrevivir en ambientes tan variados como los que existen en nuestro planeta, las plantas han desarrollado una serie de adaptaciones, por ejemplo: los cactos con tallos, verdaderos reservorios de agua, y hojas enrolladas en forma de espinas para disminuir la evaporación y defenderse de animales que quieran comerlos; las plantas acuáticas, con parénquimas esponjosos que facilitan la flotación; las palmeras, con troncos muy altos y hojas en el ápice para captar mejor la energía solar; las trepadoras, con zarcillos para afirmarse; las carnívoras, con modificaciones para atrapar insectos, etc. A través de la Actividad 1 se podrán reconocer las principales modificaciones del cuerpo de las plantas superiores como adaptaciones para sobrevivir en ecosistemas acuáticos o desérticos, con o sin predadores, etc., todo ello en relación a las funciones fisiológicas características de los vegetales propiamente dichos. Así como se estudió el ciclo del nitrógeno, también el ciclo del oxígeno en la naturaleza es fundamental tanto para los animales como para las plantas, y está directamente relacionado con la fotosíntesis y la respiración. La Actividad 2 se focaliza en estas dos funciones, que constituyen aspectos principales de la fisiología vegetal y que tienen que ver con dicho ciclo del oxígeno en la naturaleza. La respiración, por un lado, que usa el oxígeno para la oxidación de carbohidratos y la producción de energía, y la fotosíntesis por otro, que utiliza el dióxido de carbono generado en la respiración para volver a sintetizar carbohidratos por medio de la energía lumínica proveniente del sol. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 31 actividadesm4 m4 | actividad 1 Las plantas son conocidas como organismos productores ya que pueden producir materia orgánica directamente a partir de materia inorgánica. Así se constituyen como el sustento de todos los otros seres vivos, herbívoros y carnívoros, que directa o indirectamente se alimentan a expensas de los vegetales. Esta importancia de los vegetales como productores primarios se explica por medio de la Actividad 3, allí se compara el papel análogo que tienen diferentes organismos en ecosistemas también diversos, un bosque, una pradera, un lago y el mar. Toda esta diversidad de organismos es interdependiente en realidad, ya que los restos de los consumidores serán degradados por las bacterias y hongos hasta que puedan ser reasimilados por los vegetales, en una especie de ciclo mayor que comprendería a los principales nutrientes. Del mismo modo, existe un flujo de energía que implica no sólo a la luz directamente sino también a la radiación y la energía química acumulada en los alimentos. En este sentido, la Actividad 4 sintetiza los principales conceptos de este módulo y abre la puerta al módulo siguiente, ya que ilustra mediante un esquema las relaciones de los vegetales con los elementos abióticos del sistema, principalmente agua, gases y energía, y también con los animales. Lo invitamos a realizar las actividades que le servirán como guía en el estudio de los temas de la unidad. Al hacerlas, descubrirá cuáles son los conceptos que requieren más tiempo para poder consultarlas a través del espacio de la tutoría. Organización de los vegetales Lea en el libro de Curtis los capítulos 24, 29 y 30 completos, y el capítulo 4 del libro de Prósperi “Evolución Botánica” a. Observe las imágenes sobre diferentes tipos de plantas, y determine cuáles son las modificaciones que cada una de ellas presenta como forma de adaptación al ambiente en que viven. Fundamente la función de cada adaptación. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 32 m4 |actividad 2 | AA a s i s t e n t e a c a d é m i c o 1 m4 | actividad 2 Respiración y fotosíntesis Consigna Elabore una tabla de doble entrada comparando las funciones de respiración y de fotosíntesis. A los efectos de realizar la comparación, considere los siguientes aspectos: • oxígeno • azúcares • dióxido de carbono • orgánulo celular donde se realiza • organismos donde se produce • efecto sobre el ecosistema. A 1 Lea en el libro de Curtis (1997) los capítulos 9 y 10 completos. m4 | actividad 3 Fotosíntesis y ecosistemas a. Explique que pasaría en el ecosistema si desaparecieran: 1. Los pinos de un bosque. 2. Los pastos de una pradera. 3. Las algas del fondo marino. 4. El fitoplancton de un lago. b. Describa en los casos anteriores qué tienen en común, los pinos, pastos, algas y fitoplancton. Explique por qué. A 1 EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 33 m4 |actividad 3 | AA a s i s t e n t e a c a d é m i c o 1 Lea en el libro de H. Curtis (1997) el ensayo “Biología de la conservación y el modelo de la biogeografía de islas”, en el capítulo 53. m4 | actividad 4 El papel de las plantas en los ecosistemas Observe con atención la figura de los distintos elementos que componen un ecosistema. Trate de imaginarse las relaciones entre los distintos elementos, y con ese criterio arme un diagrama de flujo que sirva como para explicar a otras personas las relaciones de alimentación, flujo del agua y energía calórica entre los componentes. A 1 m4 |actividad 4 | AA a s i s t e n t e a c a d é m i c o 1 Lea en el libro de Curtis (1997) el capítulo 54. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 34 glosariom4 A Adaptación: toda característica de los organismos que mejora su capacidad de supervivencia. Adventicio: que se origina en posición anormal. Aerenquima: tejido compuesto de células delgadas con grandes espacios intercelulares. Aminoácido: compuesto que contiene los dos grupos amino básicos y carboxilo. Constituyente de las proteínas. Anabolismo: síntesis de moléculas complejas a partir de sustancias simples. Anaeróbico: que vive en ausencia de oxígeno. Androceo: nombre colectivo para los estambres de las flores. Anfimixis: reproducción sexual. Angiospermas: plantas con flores. Antera: porción terminal de un estambre. Apomixis: reproducción asexual. Autólisis: autodisolución de la célula o tejido. Auxina: hormona de crecimiento. B Bentos: organismos que viven fijos al fondo de ambientes acuáticos. Biósfera: la parte de la tierra en la que hay seres vivos. C Cáliz: parte más externa de la flor. Cambium: uno de los meristemas de las plantas superiores. Capítulo: un tipo de inflorescencia. Cariópside: fruto de las hierbas. Caroteno: pigmento auxiliar de la fotosíntesis, de color naranja. Catabolismo: desintegración de moléculas orgánicas complejas. Caulinar: relativo al tallo. Cigoto: el huevo fertilizado. Clorofila: pigmento verde fotosintético. Conidio: esporo asexual de algunos hongos. Cromatina: constituyente de los cromosomas. D Deshidrogenasa: enzima que quita un hidrógeno al sustrato. Diálisis: método de separación de pequeñas moléculas. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 35 Dicotiledóneas: plantas con dos cotiledones. Drupa: fruto suculento. Duodeno: primera parte del intestino delgado. E Endémico: limitado a una determinada región. Enzima: catalizador orgánico. Epífito: que crece sobre una planta. F Fijación del nitrógeno: conversión del nitrógeno gaseoso en compuestos nitrogenados. Fitófago: que se alimenta de vegetales. G Galactosa: azúcar hexosa. Gameto: célula reproductiva. Gen: factor hereditario. Glucosa: azúcar de seis átomos de carbono. H Hábitat: lugar particular habitado por organismos. Hifa: filamentos del talo de un hongo. Hipógeo: subterráneo. I Interfase: estado de inactividad del núcleo celular. L Lactosa: azúcar con doce átomos de carbono. M Meiosis: división celular reduccional. Meristema: región de las plantas con activa división celular. Metafase: etapa de la división celular en que los cromosomasse disponen en el ecuador del huso. Micorriza: simbiosis de hongos con las raíces de plantas. Mitosis: división celular no reduccional. N Nomenclatura: sistema para designar científicamente a las plantas y animales. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 36 materialm4 Materiales Básicos • CURTIS, Helena: Biología. Barcelona, Panamericana, 1997. Capítulos 30, 35, 36, 37, y 38 Materiales Complementarios • ABERCROMBIE, M. et al.: Diccionario de Biología. Bs. As., Lerú, 1980. • FONT QUER, Pio: Diccionario de Botánica. Barcelona, Labor, 1998. • PROSPERI, C: Darwin y Santo Tomás. Córdoba, Advocatus. 2015 • SCAGEL, Robert et al.: El Reino Vegetal. Barcelona, Omega, 1997. O Ocelo: receptor luminoso. Ontogenia: desarrollo del individuo. P Parásito: organismo que vive a expensas de otro. Pecíolo: tallo de la hoja. Pepsina: enzima que desdobla las proteínas. Q Quimiotaxis: tactismo químico. R Rizoma: tallo subterráneo. S Sésil: que no tiene tallo o pie. T Talo: cuerpo vegetativo de las plantas avasculares. Taxón: término general para los diferentes grupos de clasificación de animales y plantas. V Vacuola: espacio lleno de líquido dentro de una célula. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 37 contenidosm5 m5 microobjetivosm5 • Estudiar la morfología y estructura de los animales vertebrados e invertebrados, a fin de distinguir su biodiversidad. • Diferenciar los sistemas, aparatos, órganos y tejidos de los animales, para una mejor comprensión de la anatomía en su conjunto. • Relacionar los órganos de los animales con sus principales funciones fisiológicas de modo que se puedan integrar a los organismos en una visión comprensiva • Analizar el papel de los animales en los ecosistemas, en sus interrelaciones y en sus relaciones con los elementos bióticos y con los vegetales, como una base teórica necesaria para una posible gestión del ambiente. Los animales, tanto los vertebrados como los invertebrados, cumplen en la naturaleza el papel de consumidores en distintos niveles, ya que no pueden sintetizar carbohidratos autotróficamente sino que deben obtenerlos ya elaborados por otros organismos, y oxidarlos en el proceso de respiración. Esto los hace dependientes de los vegetales, sobre los cuales actúan como si fueran parásitos obligados, aunque en realidad se trata de una suerte de simbiosis de múltiples facetas. Si bien en el módulo anterior se explicaba la dependencia trófica de los animales respecto de las plantas, y cómo éstas condicionan la fauna de un determinado bioma, no es menos cierto que los animales, por el efecto de la predación o pastoreo sobre los vegetales, también introducen importantes cambios en el paisaje y la vegetación. En los animales las funciones vitales básicas siguen siendo las mismas que en los organismos unicelulares, pero adquieren niveles de complejidad mayores, ya que los sistemas, aparatos, órganos y tejidos tienen estructuras mucho mas elaboradas, particularmente en el caso de los vertebrados. Siendo el hombre un vertebrado, las analogías y homologías existentes entre el cuerpo humano y el de muchos animales superiores adquieren un interés muy particular. Fue la anatomía comparada, precisamente, la que más contribuyó a formular la idea de que los organismos han evolucionado a lo largo de su historia, con el apoyo de la paleontología, la genética y muchas otras disciplinas. En este sentido, la Actividad 1 le permitirá sintetizar en un cuadro comparativo las principales características de los grupos animales más importantes, relacionando tanto sus aspectos morfológicos como fisiológicos y ecológicos. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 38 Si bien todos los vertebrados –que se caracterizan por tener un endoesqueleto– tienen también una gran analogía en todos sus órganos, hay al mismo tiempo una diversidad muy notable desde los primeros peces cartilaginosos hasta los mamíferos placentarios. Es interesante notar que muchos de estos cambios se deben en gran medida al paso del agua a la tierra, como el reemplazo de aletas por patas, el desarrollo de un esqueleto más fuerte por el efecto de la gravedad, un sistema respiratorio adaptado al aire, un corazón con cámaras diferenciadas para mejorar el sistema circulatorio en un medio seco, otro tipo de epidermis relacionada con la conservación de la temperatura en el caso de los homeotermos, etc. Los anfibios deben su nombre a que tienen características de organismos terrestres, pero conservan todavía mucho de acuáticos; las aves, por su lado, tienen modificaciones condicionadas por el vuelo y la aerodinámica. Por eso, en la Actividad 2 se estudiará cómo se relacionan los animales con el ambiente, el papel de la variabilidad genética en la adaptación de los animales a su hábitat, y el resultado del cambio adaptativo, que es la evolución orgánica, ya que, al igual que se ejemplificó con las plantas, los animales también han logrado colonizar ambientes muy diversos, para lo cual han tenido que configurar variados tipos de adaptaciones. Estas adaptaciones implican una interacción directa entre el ambiente y los organismos, a tal punto que en muchos casos es posible predecir la función de un órgano teniendo en consideración su forma. Esto se propone hacer en la Actividad 3, de manera similar a como Darwin lo hizo con el pico de los pinzones de las Islas Galápagos durante su viaje a bordo del Beagle, al notar que a cada forma del pico le correspondía un tipo de alimentación (granos, semillas, frutos, insectos, etc.) en concordancia con el nicho ecológico que cada especie ocupaba en la isla. La idea de la variabilidad genética sumada a la selección natural como origen de la evolución orgánica se estudiará en la Actividad 4, en contraposición a la teoría de Lammark y predecesores, que sostenían que la función hace al órgano. El clásico ejemplo aquí citado explicaba que las jirafas se originan de una especie con cuello normal, pero que durante generaciones debía estirarse para llegar a comer las hojas de las ramas más altas, dando así origen al largo cuello de las jirafas actuales. Cuando se demostró que los caracteres adquiridos no son hereditarios, Darwin explicó el mismo caso aplicando la variabilidad genética, que origina individuos con cuellos de largos diferentes, y la selección natural, que va a favorecer a los de cuello largo por sobre los de cuellos cortos, de manera que luego de algunas generaciones la población podría haberse modificado. Variación genética y selección natural son los dos factores que producen la evolución orgánica, cuyo resultado es la gran diversidad biológica existente. Hemos llegado al último módulo de la materia. Lo invitamos una vez más a realizar las actividades y con ello, canalizar todas las dudas que se le presenten respecto al contenido estudiado. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 39 actividadesm5 m5 | actividad 1 Clasificación general de los animales Lea en el libro de Curtis los capítulos 25, 27 y 28 completos, y los capítulos 5 y 6 del libro de Prosperi “Evolución Zoológica I y II” Luego, elabore un cuadro comparativo con los caracteres diferenciales de peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos. Considere: hábitat predominante, cámaras cardíacas, estructura ósea, temperatura corporal, caracteres de la epidermis, tipo de respiración, tipo de reproducción. m5 | actividad 2 Relación predador-presa En base a la siguiente figura presentada más abajo, en la que se muestra dos polillas, una clara y otra oscura, explique: 1. ¿Cuál tendrá más posibilidades de supervivencia? ¿Por qué? 2. ¿Qué tipo de cambio les resultaría favorable para sobrevivir? 3. ¿Qué hábitat debería ocupar cada tipo de polilla si no pudieran variar su color? 4. ¿Qué ocurriría si el sustrato de ambas polillas fuera blanco? 5. ¿Qué pasaría si se introdujeran aves rapaces que predaran sobre los gorriones? A 1 m5 |actividad 2 | AA a s i s t e n t e ac a d é m i c o 1 Lea del libro de Curtis (1997) los capítulos 33 y 46. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 40 m5 | actividad 3 Variación genética Lea en el libro de Curtis, en la Introducción, el título “Desarrollo de la teoría de Darwin” y los capítulos 8, y 9 del libro de Prósperi a. Observe la forma del pico en la figura de los pinzones, y establezca: 1. La relación entre la forma del pico y el tipo de alimentación. 2. Las posibles relaciones filogenéticas entre las especies. m5 | actividad 4 Teorías evolutivas Lea en el libro de Curtis, en la Introducción, el ensayo “La larga demora de Darwin” y los capítulos 9 y 10 del libro de Prosperi a. Explique en la igura la evolución del cuello de las jirafas, de acuerdo a la teoría propuesta por Lammark y de acuerdo a la de Darwin. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 41 materialm5 Materiales Básicos • CURTIS, Helena: Biología. Barcelona, Panamericana, 1997. Capítulos 22, 23, 24, 31, 32, 33 y 34 Materiales Complementarios • http://www.insects.org página Web sobre Insectos. • ABERCROMBIE, M. et al.: Diccionario de Biología. Bs. As., Lerú, 1980. • PROSPERI, C: Darwin y Santo Tomás. Córdoba, Advocatus. 2015 • STORER, Tracy et al. : Zoología General. Barcelona, Omega, 1995 EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 42 glosariom5 A Adaptación: toda característica de los organismos que mejora su capacidad de supervivencia. Adrenalina: hormona segregada por la glándula adrenal, de acción sobre el sistema parasimpático. Adventicio: que se origina en posición anormal. Agnatos: clase de vertebrados caracterizados por no poseer mandíbulas. Albinismo: falta de desarrollo de los pigmentos de la piel. Amniota: todos los reptiles, aves y mamíferos. Anabolismo: síntesis de moléculas complejas a partir de sustancias simples. Anaeróbico: que vive en ausencia de oxígeno. Anfimixis: reproducción sexual. Apomixis: reproducción asexual. Autólisis: autodisolución de la célula o tejido. Auxina: hormona de crecimiento. B Bentos: organismos que viven fijos al fondo de ambientes acuáticos. Biósfera: la parte de la Tierra en la que hay seres vivos. Branquia: órgano respiratorio de los animales acuáticos. C Catabolismo: desintegración de moléculas orgánicas complejas. Clorofíceas: algas verdes. Cromatina: constituyente de los cromosomas. D Deshidrogenasa: enzima que quita un hidrógeno al sustrato. Diálisis: método de separación de pequeñas moléculas. Dipnoos: peces pulmonados. Duodeno: primera parte del intestino delgado. E Edema: hinchazón de tejidos por acumulación de líquidos. Elitro: ala frontal de los escarabajos. Endémico: limitado a una determinada región. Enzima: catalizador orgánico. Epífito: que crece sobre una planta. Etología: ciencia del comportamiento animal. F Fitófago: que se alimenta de vegetales. Funguicida: que mata a los hongos. G Gen: factor hereditario. H Hábitat: lugar particular habitado por organismos. Hemofilia: defecto en la coagulación de la sangre. Hemoglobina: pigmento rojo presente en la sangre. Hipógeo: subterráneo. EDUBP | GESTIÓN AMBIENTAL| biología - pag. 43 evaluación I Insulina: hormona que controla el nivel de azúcar en sangre. L Larva: forma pre-adulta con que algunos animales rompen el huevo. Leucocito: glóbulo blanco. M Meiosis: división celular reduccional. Melanina: pigmento oscuro de la piel. Metafase: etapa de la división celular en que los cromosomas se disponen en el ecuador del huso. Mitosis: división celular no reduccional. N Necton: animales nadadores. O Ocelo: receptor luminoso. Ontogenia: desarrollo del individuo. P Parásito: organismo que vive a expensas de otro. Pepsina: enzima que desdobla las proteínas. Q Quimiotaxis: tactismo químico. Quitina: polisacárido que recubre a los artrópodos y hongos. R Riboflavina: vitamina del grupo B. S Sésil: que no tiene tallo o pie. T Taxón: término general para los diferentes grupos de clasificación de animales y plantas. Tropismo: respuesta a un estímulo. V Vacuola: espacio lleno de líquido dentro de una célula. Z Zooide: miembro de una colonia de animales unidos mutuamente. La versión impresa no incluye las auto-evaluaciones parciales. Las mismas se encuentran disponibles desde la Plataforma.
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