Introducción a la Biología

Ciencias biológicas. Origen de la vida. Seres vivos. Organismos. Teoría celular. Célula. Citología. Protoplasma. Transporte celular. Metabolismo. Nutrición

  • Enviado por: Greka
  • Idioma: castellano
  • País: Costa Rica Costa Rica
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BIOLOGÍA

Ciencia que trata de la vida, a través de la observación y la experimentación. La biología pretende establecer similitudes y diferencias entre los organismos. Establece características propias de los seres vivos de acuerdo con sus estructuras y funciones.

Ciencias biológicas: Botánica, zoología, anatomía, fisiología, etología, embriología, histología, genética, evolución, ecología.

La biología re relaciona con la física y la química.

Mecanismos de regulación de los seres vivos: irritabilidad, reproducción.

Método científico: 1) el Biólogo parte de observaciones, se genera una inquietud y se plantea la pregunta.

2) Reúne información, se plantea una hipótesis.

3) Reúne una serie de datos.

4) Analiza los resultados y comprueba o rechaza la hipótesis.

TEORÍA CELULAR

Vesalio, Harvey, Hunter: ayudaron a descubrir la estructura y las funciones de los animales y humanos. (anatomía y fisiología)

Robert Hooke: Vio por 1era vez las paredes de la célula.

Anthony Van Leeuwenhoek: Estudió tejidos y seres unicelulares.

Lamark: 1809 “Ningún cuerpo puede tener vida, si sus partes constitutivas no son tejido celular”.

Dutrochet: 1824, explicó que el crecimiento era el resultado del aumento de volumen de las células individuales y de la adición de nuevas células pequeñas.

Robert Brown: 1831 descubrió el núcleo de la célula.

Schleiden, Schwann: 1838 expusieron con claridad la Teoría celular.

Charles Darwin: 1859 teoría de la selección natural para explicar el fenómeno de la evolución.

Gregorio Mendel: l866 leyes de la herencia.

Watson, Crick: propusieron un modelo de la estructura del ADN.

Postulados de la Teoría Celular:

1) Todo ser vivo está formado por células

2) La células nuevas proviene de células preexistentes.

3) Las actividades de un organismo son la suma de las interacciones de las células.

SUSTANCIAS DEL PROTOPLASMA

La materia viva es una sustancia natural formada por componentes orgánicos, agua y minerales.

Componentes orgánicos: carbohidratos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos.

Cuando las moléculas de una sustancia son muy pequeñas forman disoluciones y cuando son muy grandes suspensiones.

Un coloide es una disolución formada por cúmulos de partículas o micelas, que permanecen suspendidas, pero que no son capaces de atravesar una membrana permeable. La fase que forma las micelas es la fase dispersa o discontinua, y en la q' se suspenden fase dispersante o continua.

Componentes orgánicos de la materia

A) Carbohidratos: Sustancias energéticas para la materia viva. Los carbohidratos que consumimos se transforman en glucosa.

Clasificación: 1) Monosacáridos (glucosa, galactosa, fructosa) uvas y miel.

2) Disacáridos (sacarosa, maltosa, lactosa) frutas, caña, remolacha

3) Polisacáridos (celulosa, almidón, glucógeno) plantas, animales y personas.

B) Proteínas: Sustancias constructoras o formadoras de materia viva. Las proteínas están formadas por aminoácidos que cuando se unen entre sí forman enlaces peptídicos. Las proteínas abundan en las carnes, huevos, soya, frijoles.

Ejemplos de proteínas: hemoglobina, miosina, albúmina.

Aminoácidos esenciales: Valina, Fenilalanina, Metionina, Lisina, Arginina, Leucina, Isoleucina, Treonina, Histidina.

Clasificación de la proteínas:

  • Proteínas simples o haloproteínas: Las albúminas, las globulinas, las glutelinas, prolaminas, histonas y protaminas, escleroproteínas, quitina.

  • Proteínas complejas o heteroproteínas: Nucleoproteínas, glucoproteínas y mucoproteínas, fosfoproteínas, lipoproteínas, metaloproteínas, cromoproteínas.

  • C) Lípidos: Están formados por C, H y O. Se clasifican en aceitas, grasas y ceras.

    Esteroides: Vitamina D, hormonas sexuales, hormonas de la corteza suprarrenal, sales biliares, y el colesterol.

    D) Ácidos nucleicos: ARN y ADN. Están formados por nucleótidos (base nitrogenada, azúcar, ácido fosfórico).

    Las bases nitrogenadas se clasifican en:

  • Purinas: Adenina, guanina

  • Pirimidinas: Citosina, uracilo, timina.

  • Azúcares de los ácidos nucleicos:

    1) Ribosa ARN

    2) Desoxirribosa ADN

    El ADN es la sustancia responsable de la transmisión de los caracteres hereditarios. Tiene la capacidad de reproducirse a esta propiedad se le llama duplicación. Sus bases nitrogenadas son: adenina, guanina, citosina, timina. Las bases de una cadena están unidas a las bases de la otra mediante enlaces de hidrógeno. Adenina con Timina y la Citosina con Guanina. El ADN se encuentra en el núcleo de la célula, en todos los cromosomas.

    El ARN se encuentra en toda la célula, en los ribosomas. No posee Timina sino Uracilo. El ARN se presenta como un solo filamento y no una espiral doble como en el ADN.

  • ARN mensajero (ARNm): Transporta el código del ADN desde el núcleo a los ribosomas.

  • ARN ribosómico (ARNR): Se localiza en los ribosomas.

  • ARN de transferencia (ARNT): Moléculas adaptadoras que llevan hacia los ribosomas los aminoácidos que servirán para producir las proteínas.

  • Componentes inorgánicos de la materia

  • Minerales: formación de tejidos (hierro, fósforo, magnesio, calcio, potasio, sodio y yodo).

  • Agua: funciones = Disolvente, material de transporte, regula la temperatura corporal, lubricante entre órganos.

  • TRANSPORTE CELULAR

    Transporte celular Pasivo: Ocurre por difusión debido a que las moléculas se mueven continuamente. El aroma de los perfumes se propaga por medio de difusión. En la difusión las partículas van de un lugar de mayor concentración a uno de menor concentración.

    Transporte celular Activo: La célula realiza trabajo para absorber, expulsar o retener sustancias contra una gradiente de concentración.

    Osmosis: difusión de un solvente (agua) a través de una membrana semipermeable.

    Un flujo de agua corre hacia donde hay mayor concentración de soluto. La cantidad abundante de agua que entra a la célula hace que la planta presente esa apariencia fresca (turgidez). Cuando la planta se seca, la concentración es menor que la que hay dentro de la célula, o sea la salida de agua, a este fenómeno se le llama plasmólisis.

    Tanto la turgidez como la plasmólisis son el resultado del movimiento pasivo del agua a través de una membrana semipermeable.

    LA CÉLULA

    La célula esta formada por:

  • Membrana: Envuelve y da forma a la célula. Selecciona las sustancias.

  • Citoplasma: En él están suspendidos las organelas citoplasmáticas.

  • Núcleo: Corpúsculo ubicado dentro del citoplasma, funciona como el cerebro de la célula ya que controla todas las actividades celulares.

  • Esta formado por: a) Membrana nuclear

    b) Jugo nuclear

    c) Cromosomas

    d) Nucléolo

    e) Red de cromatina

    Procariotas: células primitivas, poseen un solo hilo cromosómico, no presentan un núcleo bien definido, cloroplastos ni mitocondrias. (Algas y bacterias). Los seres evolucionados a partir de los Procariotas, son los protistas.

    Eucariotas: Células con un núcleo verdadero (Protistas).

    Células Vegetales y Animales: Las animales no poseen cloroplastos ni pared celular, tampoco tiene esa gran vacuola que es frecuente es las vegetales. Las animales poseen membrana celular.

    Funciones de la Membrana Celular

  • Semipermeable: Permita la entra y salida de algunas sustancias en la célula.

  • Selectiva: Selecciona las sustancias que entran y salen de ella.

  • La forma de transportar las sustancias a través de la membrana se denomina fagocitosis. Cuando un sólido debe a atravesar la membrana es fagocitosis, cuando es un líquido pinocitosis. Cuando las sustancias penetran la membrana ocurre transporte activo porque requiere gasto de energía por parte de la célula.

    ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS

  • Retículo endoplasmático: Hay de 2 tipos (retículo rugoso y retículo liso), es de apariencia rugosa porque tiene adheridos los ribosomas. Sirve de medio de transporte entre la membrana nuclear y el exterior de la célula.

  • Ribosomas: Su función es la síntesis de proteínas. Están formados por ARN y proteínas.

  • Mitocondrias: Su función es la respiración celular, son llamadas condriosomas.

  • Aparato de Golgi: Se ubica cerca del núcleo y su función es almacenar las proteínas sintetizadas.

  • Lisosomas: Sacos que contiene enzimas digestivas, su función es la digestión celular. Sen encuentran en las células animales.

  • Plastidios (plastos): Propios de las células vegetales. Hay 2 clases:

  • Cloroplastos: responsables de la fotosíntesis.

  • Cromoplastos: son los que dan el color a las flores y a los frutos. (Carotenos: anaranjado)

  • Leucoplastos: color blanco

  • Vacuolas: Cumplen funciones de almacenamiento, digestión y excreción, se encuentran con mas frecuencia en las células vegetales.

  • Centrosoma: Formado por centríolos, que son capaces de originar los cilios y los flagelos, provocan corrientes para el desplazamiento celular.

  • EL NÚCLEO CELULAR: Contiene las información que rige la herencia biológica. Se le denomina carioplasma. Localizado en el centro de la célula.

    Partes de núcleo:

  • Membrana Nuclear: En una doble membrana llena de poros, la cual regula el intercambio de sustancias con el citoplasma.

  • Jugo Nuclear (Carioplasma): Sustancia semilíquida, en él se encuentran suspendidos los cromosomas y el nucléolo. También se le llama Cariolinfa o Nucleoplasma.

  • Cromosomas: Cintas trenzadas formadas por cromatina que se puede teñir.

  • Nucléolo: Cuerpo esférico, ubicado dentro del núcleo. Almacenador de ARN. Pueden haber varios nucleolos en un mismo núcleo dependiendo de la célula.

  • METABOLISMO

    Todos los organismos vivos necesitan materia y energía, que deben obtener del ambiente que les rodea. Los animales obtiene su energía de los vegetales.

    Las actividades en los seres vivos son ampliamente reconocidas porque cumplen 3 propósitos:

  • Conservación del Individuo: Funciones de nutrición: Ingestión, Digestión (desintegración de las sustancias), Absorción (osmosis y difusión. Se realiza a través del intestino), Almacenamiento (grasa: debajo de la piel)

  • Conservación de la Especie

  • Relación entre el individuo y el medio

  • Bioenergética: Estudio de la generación de energía química y su consumo, en las reacciones de la célula viva.

    La suma de las actividades químicas de las células son las que permiten el crecimiento, la diferenciación y las conservación de las partes. A la suma de estas actividades se le denomina metabolismo.

    Fenómenos Metabólicos

    1)Anabolismo: Reacciones químicas que permiten cambiar sustancias sencillas en complejas, almacenamiento de energía, producción de nuevos materiales celulares y crecimiento. (síntesis, formación, uso de energía, combinación)

    2)Catabolismo: Desdoblamiento de sustancias complejas a sustancias simples, con la liberación de energía y desgaste de materiales celulares. (oxidación, degradación, libera energía).

    NUTRICIÓN HETERÓTROFA

    La nutrición de los organismos heterótrofos es un proceso que permite la incorporación de sustancias elaboradas necesarias para que el organismo crezca, se repare y reponga los materiales.

  • Nutrición holozoica: Obtener alimento en forma de partículas sólidas, mayoría de los animales.

  • Parasitismo: Los parásitos viven dentro o sobre el cuerpo (hospedero) y obtiene el alimento de este. Los parásitos no ocasionan daño a sus hospederos.

  • Los saprofitos: se alimentan de materia orgánica en descomposición (bacterias, hogos, larvas).

  • Los organismos heterótrofos realizan la nutrición con sustancias ya elaboradas por los autótrofos u otros heterótrofos.

    Clasificación de los alimentos por su función:

  • Protectores: Necesarios para formar y conservar tejidos. Carnes y leche.

  • Reguladores: Proveen vitamina y minerales para el buen funcionamiento. Frutas y hortalizas.

  • Energéticos: Mantienen la temperatura corporal, ricos en carbohidratos y grasas. Pan, dulces.

  • Con fibra: Estimulan los intestinos y aceleran el paso de los nutrientes. Pan integral, frutas, vegetales.

  • Clasificación de los alimentos:

  • Productos de origen animal.

  • Hortalizas y frutas.

  • Granos y raíces.

  • Los minerales ayudan a la formación de tejidos (huesos, sangre). Regulan el funcionamiento de los órganos. (Hiero, fósforo, magnesio, calcio, potasio, sodio y yodo).

    NUTRICIÓN AUTÓTROFA

    Los organismos autótrofos son capaces de producir su propio alimento. Estos organismos logran tomar la energía y algunas sustancias inorgánicas del medio para producir sustancias orgánicas que les sirven de alimento a ellos y a otros organismos. Existen 2 formas de producir alimento por la interacción de la materia y energía:

  • Quimiosíntesis: Las bacterias quimiosintéticas son organismos que aprovechan la energía que resulta de las reacciones químicas y transforman el CO2 en compuestos hidrogenados (anabolismo). Sus fuentes son:

  • Oxidación del hierro.

  • Las bacterias nitrificantes que oxidan sustancias amoniacales.

  • Las bacterias sulfooxidantes que oxidan el azufre.

  • Fotosíntesis: Formación de sustancias complejas a partir de otras sencillas (anabolismo). La fotosíntesis solo ocurre cuando hay clorofila que se encuentra en los cloroplastos. La clorofila es un catalizador (acelera la reacción).

  • Los cloroplastos contienen una sustancias que contiene enzimas llamada estroma (útil en la fase oscura) y también granos que contiene la clorofila. Al conjunto de granos se le denomina grana. Hay 2 clases de clorofila, una que la tiene todas las plantas y otra que no. En la fotosíntesis se distinguen 2 fases:

  • Fase luminosa: La clorofila absorbe la energía luminosa. La energía rompe la molécula de agua y produce ATP (adenosin-trifosfato) a partir de ADP (adenosindifosfato) + P-1 (ácido fosfórico). El NADP atrapa los hidrógenos y se libera O2. En la fase luminosa ocurren 2 etapas:

  • La fotofosforilación acíclica (Se realiza la fotólisis del aguan, sintetiza ATP y forma NADPH + H+)

  • La fotofosforilación cíclica (No se produce NADPH + H+, solo ATP, se cierra el ciclo).

  • Fase oscura: El CO2 se incorpora a un azúcar de 5 carbonos formando una molécula de 6 carbonos. Se rompe la molécula de 6 carbonos en 2 moléculas de 3 carbonos cada una. En la conversión de las moléculas de 3 carbonos en PGAL (fosfogliceraldehído), se utiliza el ATP y los hidrógenos transportados por el NADPH2+ (transportador de H).

  • Historia de la fotosíntesis:

    1) Ingenhousz: descubrió que las partes verdes de la planta desprendían oxígeno cuando se exponían a la luz.

    2) Saussure: Estudios de la fotosíntesis.

    3) Blackman: Explico el proceso en fases, definió la influencia del ambiente.

    Importancia de la fotosíntesis:

  • Permite la renovación del aire.

  • Ocurre gracias a la presencia de agua, luz, aire.

  • Todos los organismos nos alimentamos directa o indirectamente de la transformación de la energía solar de los vegetales.

  • RESPIRACIÓN CELULAR

    La respiración celular es un ejemplo de catabolismo. Los alimentos son la fuente de energía liberada en el proceso de la respiración celular. La célula debe convertir las grandes moléculas en moléculas simples. La respiración celular es un proceso muy importante ya que transforma la energía de los alimentos en ATP.

    Una parte del proceso respiratorio se lleva a cabo en el citoplasma y en la mitocondria. Participan cerca de 100 enzimas catalizadoras. La R.C. puede ocurrir en presencia de oxigeno o sin él.

    Fases de la Respiración Celular:

  • Glucólisis: Ocurre en el citoplasma, se produce ácido pirúvico, se obtienen 2 moléculas de ATP.

  • El punte: ocurre en la mitocondria, las moléculas de ácido pirúvico se convierten en acetil coenzima A, nuevos hidrógenos son transferidos a la molécula transportadora.

  • Ciclo de Krebs: Forma de respiración aeróbica (hay O.) Ocurre en la mitocondria, se produce CO2 y H2O, se obtienen de 36 a 38 moléculas de ATP. Total degradación del ácido pirúvico.

  • Sistema de citocromos: Ocurre en la mitocondria, hay una transferencia de energía con el ADP y el P1, para formar ATP. Se produce CO2.

  • REPRODUCCIÓN CELULAR

    La reproducción celular ocurre gracias a la mitosis o cariocinesis. Gracias a la reproducción, las especies aseguran su continuidad. Las células son porciones mínimas de vida capaces de reproducirse.

    CICLO CELULAR: Proceso mediante el cual las células hijas resulta iguales a la célula madre, lo cual se debe a que ocurre una duplicación de todos los componentes celulares.

    Etapas del ciclo celular:

  • La duplicación del material nuclear

  • Duplicación de los otros componentes que participan del crecimiento.

  • La división celular esta formada por varias etapas: Interfase (período intermedio) Mitosis y Meiosis.

    A) Interfase: formada por 3 etapas

  • S: Los cromosomas se duplican

  • G1: La célula crece y hay una gran actividad enzimática relacionada con la síntesis de ADN.

  • G2: Se aumenta la síntesis de proteínas, la célula se prepara para la división.

  • B) Mitosis: Proceso continuo formado por 4 etapas:

  • Profase: Se hacen visibles las fibras de cromatina (ADN), los centríolos se duplican, se forma un diplosoma, aparece una fibra llamada áster. El diplosoma y el áster forman el centrosoma. Los centrosomas se separan y forman el huso acromático. Desaparece el nucléolo y la membrana nuclear.

  • Metafase: Los cromosomas se colocan al centro de la célula. El huso acromático va de polo a polo en la célula. Los cromosomas y las cromátidas (fibra doble de cromatina) se parten.

  • Anafase: Cada cromosoma se parte en 2 cromátidas que se dirigen a los polos de la célula. La célula contiene el doble de los cromosomas que tenia al principio que están adheridos a las fibras del huso acromático.

  • Telofase: Inicia cuando los cromosomas ya están ubicados en los polos, los cromosomas se alargan y se separan. El huso acromático desaparece, se forma una membrana que separa la célula en 2 nuevas. Los cromosomas se convierten en los núcleos nuevo.

  • C) Meiosis: Proceso parecido a la mitosis pero los cromosomas se duplican solo una vez, ocurre en 2 divisiones celulares diferentes. A partir de 1 célula con el número completo de cromosomas, resultan 4 células, cada una con la mitad de los cromosomas de la célula inicial.

    La meiosis permite la formación de los gametos, de ahí que cada célula reproductora tenga número haploide (23 o n) de cromosomas.

    Meiosis

    Mitosis

    Solamente se realiza en un tejido reproductor especializado.

    Se realiza en todos los tejidos en crecimiento.

    Los cromosomas se aparean al iniciarse la profase I.

    Los cromosomas no se aparean en la profase.

    Mientras los cromosomas permanecen apareados, intercambian porciones de cromátidas.

    Los cromosomas no intercambian materiales.

    En la división I, los cromosomas se encuentran en ambos lados de la placa metafásica.

    Los cromosomas se encuentran sobre la placa metafásica.

    Los centrómeros no se aparean durante la anafase I.

    Los centrómeros se separan en la anafase.

    Al final de la 1era división se forma células hijas haploides.

    Las células hijas diploides que resultan de la división, concluyen la mitosis.

    Mediante otra división más, se produce un total de 4 células hijas haploides. Concluye la meiosis.