biologia 1 libro de maria eugenia mendez rosales

María Eugenia Méndez Rosales / Dalila Fragoso Tejas

Biología básica I

Colaboración especial de edición para el bachillerato de la UAS:

Alejandra Utrilla QuirozCoordinadora estatal de la academia de Biología

Carolina Pérez AnguloCoordinadora estatal de la academia de Biología

www.bookmart.com.mx

Biología básica I

1a edición, 2015D. R. © Book Mart, S. A. de C. V.

75 oriente 1026Col. Loma LindaC.P. 72477Puebla, Puebla

www.bookmart.com.mx

ISBN: 978-607-74326-2-3

Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana

Registro número 3740

No está permitida la reproducción total o parcial de este libro ni su tratamiento informático ni la transmisión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, incluyendo fotocopiado, almacenamiento en cualquier sistema de recuperación de información o grabado sin el permiso previo y por escrito de los titulares del copyright.

La marca Book Mart es propiedad de Book Mart, S. A. de C. V.Prohibida su reproducción total o parcial.

Impreso en México/Printed in Mexico

María Eugenia Méndez Rosales Dalila Fragoso Tejas

Dirección editorial y académicaGisela L. Galicia

Coordinación editorialHilda Victoria Infante Cosío

Editor en jefeLeonardo Mauricio Ávila Vázquez

EditorHilda Victoria Infante Cosío

Diseñador en jefeJoaquín Alfredo García Serrano

Diseño editorialJoaquín Alfredo García Serrano

Arte de portadaCésar García Rueda

DiagramaciónJulio Omar EspinosaCésar García Rueda

IconografíaGandhi Mena

FotografíaShutterstock123RF

Producción Francisco Javier Martínez García

Estimado estudiante

Editorial Book Mart tiene como misión acompa-ñarte en esta nueva etapa de aprendizaje de una manera integral y agradable. Por ello, el

libro que tienes en tus manos ha sido diseñado con bases sólidas y revisadas por expertos en educación media superior; siempre procurando ofrecerte un tex-to innovador y hacer de tu formación una experiencia inigualable.

La base principal de este libro es el vínculo entre la educación y tu vida cotidiana, por lo que parte del propósito es cubrir la demanda de alumnos más com-petentes, capaces de definir y solucionar verdaderos problemas. Además de tratar de que en el aula exista una relación constante entre los aspectos sociocultu-rales y disciplinarios específicos de la asignatura. Esto significa que tus aprendizajes disciplinarios estén con-textualizados al medio social y cultural en el que te desenvuelves.

Basado en el enfoque por competencias, la intención de cada página de este libro es fortalecer de forma integral tres aspectos fundamentales de tu persona: el saber hacer, el saber conocer y el saber ser mediante actividades, situaciones y dinámicas de trabajo que conducirán tu formación de calidad.

Además, la estructura didáctica que encontrarás a lo largo de tu libro te per-mitirá establecer una relación integradora entre tu aprendizaje y su aplicación; es decir, que sabrás emplear tu conocimiento en el momento adecuado, con la fina-lidad de que al interactuar con tu entorno seas propositivo a la hora de resolver problemas.

Lo que tienes en tus manos es el resultado del esfuerzo de un equipo edito-rial interesado por la formación de una juventud fortalecida y consciente de sus habilidades, capaz de comunicarse efectivamente, con un aparato crítico sólido, apto para fijarse metas y administrar sus medios para conseguirlas, vigilante de su medio y de la necesidad de relacionarse activa y eficientemente con él.

Cordialmente, Book Mart

Presentación

Conoce tu libro

1

Propósito de la unidad.

Orienta el trabajo a realizar en cada unidad y permite conocer lo que se quiere lograr en la misma.

22

Evaluacióndiagnóstica

Son preguntas que ayudarán a ti y a tu profesor a identificar los saberes conceptuales que po-sees sobre los temas que estu-diarás en cada unidad.

3

3

Exploromis conocimientos

Presenta una situación didáctica que te ayudará a identificar tus conocimientos previos, motivar-te y darte un panorama intro-ductorio de los temas a trabajar. Marca el inicio de la secuencia didáctica en la unidad.

4

5Actividad de inicio

Es la actividad que orienta en cada una de las temáticas a tra-bajar en la unidad.

5

4

En este apartado se encuentran las

Competencias genéricas, las com-

petencias disciplinares, los atribu-

tos y los criterios de aprendizaje.

1

Conoce los detalles de cada sección de tu libro.

En palabras de biólogo

Te ayuda a conocer los conceptos que trabajarás en cada unidad y realizar tu glosario.

4

6

Organizomi conocimiento

Son actividades que te ayuda-rán a organizar la información que has adquirido.

8

8

7

Adquieromi conocimiento

Encontrarás la información ne-cesaria que te permitirá profun-dizar en los temas vistos y poder relacionarlos con tus conoci-mientos previos para contrastar tus conocimientos.

6

Actividad de cierre

Es la actividad que te permite integrar todos los conocimien-tos y habilidades que has de-sarrollado durante la unidad y donde se plantea el producto integrador de la unidad.

9

10

9

TIC

Aparecerán reco-mendadas páginas y recursos web que podrás consultar para ampliar infor-mación sobre las temáticas vistas. Recuerda que el uso de las TICs son idispensables para complementar tu aprendizaje.

Parasaber +

Son pequeñas cápsu-las de información que complementan tus sa-beres.

Trabajando como biólogoTe va guiando paso a paso, para la elabo-ración de tu proyecto ciencias.

He incorporadoa mi saber

Aquí valorarás los que has aprendido sobre los temas de unidad, con ello se cierra la se-cuencia didáctica de unidad.

10

Actividad de aprendizaje

Son actividades que te per-mitirán organizar tus saberes, desarrollar habilidades de pen-samiento y comunicación, así como poner en práctica tus va-lores y promover actitudes que permitan una buena conviven-cia en el aula y en tu vida diaria.

7

5

Contenido

La Biología 11El campo de la Biología 12La Biología y su relación con otras disciplinas 16

La Biología y el método científico 18Características de la ciencia 18El método científico en la Biología 19

La Biología en la actualidad 22Relación Biología, tecnología, sociedad y ambiente 23Actividades de cierre de unidad 26Práctica de laboratorioCuidado y uso del microscopio 30

Práctica de laboratorioElaboración de yogur 34

Ejercicios para la prueba Planea 36

Los seres vivos 41Características de los seres vivos 42

Niveles de organización de la materia 45Diversidad de los seres vivos 49Composición de los seres vivos 57

Elementos biogenésicos 58

Moléculas inorgánicas: Sales minerales: iones y gases inorgánicos 60Agua: propiedades físicas, químicas e importancia biológica 60Biomoléculas 66Carbohidratos 66Lípidos 72Proteínas 73

Práctica de laboratorioIdentificación de carbohidratos, lípidos y proteínas 76Ácidos nucleicos 79 ARN y síntesis de proteínas 81Estructura química y función del ARN 81Síntesis de proteínas a partir del mensaje genético del ADN 81

Actividades de cierre de unidad 86Ejercicios para la prueba Planea 93

Unidad 1

Biología: ciencia de la vida8

Unidad 2

Características y composición de los seres vivos

38

La célula 99La célula como unidad de vida 100

Teoría celular: origen, desarrollo y postulados 102Antecedentes de la teoría celular 102Concepto moderno de la teoría celular 103

Instrumento de estudio de la célula: el microscopio óptico y electrónico 104Microscopio óptico 104El microscopio electrónico 105

Tipos de células 108Tipos de células 109Modelos celulares 109Célula procariota 109Teoría endosimbiótica 110Plegamiento de membrana 110

Unidad 3Célula: Unidad estructural y funcional de la vida

96

6

Diversidad de los seres vivos 153Características generales de los virus 154

Replicación de los virus 155Clasificación de los virus 156

Unidad 4

Diversidad de los seres vivos150

Célula eucariota o con núcleo 111Estructura y función de las células procariota y eucariota 112

Componentes de la célula 112Funciones de las células eucariotas 113Transporte celular 113Comunicación celular 115Comunicación de células procariotas y eucariotas 115Citoplasma 115Estructuras relacionadas con los procesos energéticos 116Sistema de transporte de glucosa en el músculo esquelético 116Elaboración y transporte de biomoléculas 117Estructura de soporte 119Movimiento 121Reproducción 121Núcleo 122

División celular 127División celular: Mitosis y Meiosis 128Antecedentes: Ciclo celular 129Mitosis 129Meiosis 130

Actividades de cierre de unidad 134Práctica de laboratorioÓsmosis y diálisis en papas 137

Práctica de laboratorioCélula vegetal y célula animal 139

Práctica de laboratorioMitosis e Interfase 143


Importancia de los virus 157 Diversidad de los seres vivos 153Características generales de los virus 154

Replicación de los virus 155Clasificación de los virus 156Importancia de los virus 157Los virus, ¿seres vivos? 158VIH o virus del sida 159Clasificación de los seres vivos 163

Taxonomía 164Antecedentes 164Clasificación de Linneo 165Whittaker y Woese 166Sistemas de clasificación 167Clasificación en dominios y reinos 168

Dominio Archaea 169Dominio Eubacteria 171

Dominio Eukarya 176Características 176Clasificación del Dominio Eukarya 177Reino Protista 177Reino Fungi 182Reino Plantae 185Importancia del reino vegetal 187Reino Animalia 191

Práctica de laboratorioForma y movilidad de las bacterias 204

Práctica de laboratorioProtista animal y vegetal 207

Práctica de laboratorioCultivo y observación del hongo del pan 211

Práctica de laboratorioEstructura de la flor y el fruto 214


7

Unidad 1Biología: Ciencia de la vida

Competencias genéricas Atributos Criterios de aprendizaje

6. Sustenta una postura personal so-bre temas de interés y relevancia general, considerando otros pun-tos de vista de manera crítica y reflexiva.

6.1 Selecciona, interpreta y reflexiona críticamente sobre la información que obtiene de las dife-rentes fuentes y medios de comunicación.

6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.

6.5 Emite juicios críticos y creativos, basándose en razones argumentadas y válidas.

• Selecciona e interpreta información de manera pertinente, relevante y confiable.

• Estructura y expresa ideas y argumentos, de manera comprensible para los demás.

• Emite juicios argumentados, justificando las razones en que se apoya.

7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.

7.3 Articula los saberes de diversos campos y esta-blece relaciones entre ellos y su vida cotidiana.

• Relaciona los conocimientos académicos con su vida cotidiana, especificando la aplicación conceptual disciplinar.

8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

8.2 Aporta puntos de vista con apertura y conside-ra los de otras personas de manera reflexiva.

8.3 Asume una actitud constructiva al intervenir en equipos de trabajo, congruente con los conoci-mientos y habilidades que posee.

• Opina con apertura y respeto sobre diversos temas académicos y sociales.

• Participa en equipos diversos, aportando sus conocimientos y habilidades.

Competencias Disciplinares Criterios de aprendizaje1. Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad

y el ambiente en contextos históricos y sociales específicos.• Identifica la interrelación de la biología, la tecnología y el

ambiente, mediante el análisis de situaciones diversas en con-textos culturales e históricos específicos.

2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecno-logía en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas.

• Identifica los beneficios y riesgos que genera el avance de la biología y la tecnología, en la sociedad y el ambiente, de manera clara y precisa.

3. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.

• Identifica problemáticas del contexto relacionadas con la biología, formula preguntas y plantea hipótesis pertinentes, analizando las variables causa-efecto.

4. Obtiene, registra y sistematiza la información para a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando ex-perimentos pertinentes.

• Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, relacionadas con la biología, consultando fuentes relevantes.

5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experi-mento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones.

• Comunica conclusiones derivadas de la contrastación de los resultados obtenidos con hipótesis previas, a partir de inda-gaciones y/o actividades experimentales, relacionadas con la biología, de acuerdo a los criterios establecidos.

6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas.

• Identifica de manera sistemática las preconcepciones persona-les y comunes sobre diversos fenómenos naturales, relaciona-dos con la biología, al contrastarlas con evidencias científicas.

7. Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos.

• Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos, en la solución de problemas cotidianos, relacionados con la biología, de manera clara y coherente.

14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumen-tos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.

• Aplica normas de seguridad en la realización de actividades experimentales, relacionadas con la biología, mediante el manejo adecuado de sustancias, instrumentos y equipo.

8

Propósito de la unidadInterrelaciona a la Biología con otras ciencias, para valorar su importancia, mediante la identificación de su campo de estudio, sus aplicaciones e impacto en la vida cotidiana.

Actividades permanentes:

1. A lo largo de la unidad trabajarás en la elaboración de un glosario que te permitirá reconocer pala-bras y conceptos que no entiendas o cuyo significado se te dificulte. Los términos de tu glosario los escribirás en el espacio destinado para ese fin, al final de la unidad. Si consideras pertinente, agrega a la definición de cada palabra de tu glosario un esquema, dibujo, una foto o una liga a un documento de la red o a un videoclip, que facilite su comprensión. Este glosario te servirá de apoyo en las demás unidades, y en cada una de ellas, lo enriquecerás.

2. Al final del curso presentarás un proyecto de investigación; te recomendamos seleccionar el tema desde la primera unidad. Durante el proceso te daremos herramientas para que desarrolles tu trabajo. Es importante que consultes a tu profesor en caso de tener dudas. La idea de este trabajo final es que practiques tus saberes.

9

Biología básica I

} Reflexiona el siguiente cuestionario y contéstalo.

1. ¿Qué es la Biología?

2. ¿Qué características de los seres vivos estudia la Biología?

3. La Biología estudia la historia de los seres vivos. Menciona un ejemplo de este tipo de estudios.

4. ¿Cómo se relaciona la Biología con otras ciencias?

5. ¿Qué es el método científico?

6. Si fueras un científico, ¿qué pasos seguirías para llevar a cabo tus investigaciones?

7. ¿Cuáles son las características de la ciencia? ¿Qué diferencia hay entre esta y la tecnología?

8. La Biología, como otras ciencias, se relaciona con la tecnología. Escribe tres productos biotecnológicos de uso común en la sociedad.


10


El carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S) son elementos químicos. Por tanto, sus características, propiedades e interaccio-nes las estudia la Química. Haz lo siguiente:a ) Discute con un compañero si la afirmación anterior es cierta o falsa y explica

tu respuesta.

b ) Cuando las personas somos adultos mayores nuestros huesos se descalcifican, se hace necesario entonces consumir calcio en nuestra dieta, para no sufrir una fractura de cadera o alguna extremidad.•¿Qué área del conocimiento estudia los problemas que ocasiona la falta

de calcio en las plantas, los animales y las personas?•¿De qué manera esta área guarda relación con la Biología?

c ) Los elementos arriba mencionados pueden encontrarse en el suelo, en el agua o en el aire, formando moléculas útiles para la vida.•¿Qué áreas de la Biología los estudian en cada caso?

d ) Los elementos arriba señalados pueden formar biomoléculas. •¿Los estudia la Bioquímica o la Biología celular? Explica tu respuesta y da

ejemplos.

Actividad de inicio } Busca en una revista o en un periódico alguna noticia reciente sobre un es-tudio donde esté involucrada la Biología. •Resúmelo en tu cuaderno. Anota las disciplinas y áreas auxiliares de la

Biología que estén involucradas.


} A lo largo de la unidad, busca las palabras que desconozcas en los tex-tos que hasta ahora has revisado.

} Subráyalas y busca su definición en un diccio-nario científico. Anota la definición en la página 24, de manera que ela-bores tu propio glosario.

Unidad - Biología: ciencia de la vida1

11

La Biología


El campo de la Biología

La palabra biología se deriva de los vocablos griegos bios, que significa “vida” y logos, que significa “tratado”; por tanto, Biología es la ciencia que estudia a los seres vivos; las formas y las expresiones de la vida en todos sus aspectos: origen, evolución, clasificación, estructura, función, reproducción, adaptación y muerte.

Trabajando como biólogo

} Para iniciar tu proyecto de investigación, reúnete en equipo y seleccionen un problema que guarde relación con la Biología.

} Investiguen qué áreas de la biología están involucra-das en este, así como qué otras ciencias auxiliares influyen en él.

} Anoten en una bitácora, que puede ser su cuaderno, la información que recopilen.

Algunos temas para su proyecto pueden ser:•La importancia de una dieta equilibrada, completa

y sana para la salud. •Comparación de organismos de acuerdo con su

tipo de nutrición.•El impacto de la tecnología en el avance de la Bio-

logía en sus diferentes campos: salud, alimenta-ción, industrial, etcétera.

•Como afecta a la salud el consumo o exposición a sustancias químicas.

•La relación de los procesos de respiración y foto-síntesis con el ciclo del carbono.

•El agua, un compuesto esencial para la vida.

También pueden proponer otros de su interés.

† La biología es el estu-dio de la vida.

importancia para mejorar nuestra calidad de vida.A la Biología se le considera una ciencia porque, si

bien parte de inquietudes y percepciones, utiliza una metodología concreta que le permite ser repetible, así como un cuestionamiento lógico y objetivo. Su desarrollo experimental y teórico se basa en princi-pios científicos. La Biología busca en forma ordena-da, sistemática y comprobable las causas de cada fe-nómeno o proceso que ocurre con respecto a la vida y las leyes naturales que la rigen.

Los científicos deben tener una mente abierta y un amplio criterio para considerar cualquier hipóte-sis que explique un fenómeno estudiado. El método científico permite investigar, repetir, comprobar o desechar una hipótesis. En la Biología hay aún enig-mas por responder; por ello, el investigador requiere de gran pasión por la investigación, es decir, de una actitud que le permita concebir lo inimaginable y se-guir los lineamientos del cuerpo teórico, que está conformado por las leyes y los principios del méto-do científico.

Todos los seres vivos comparten las mismas características. Gracias a los orga-nismos autótrofos (autosuficientes), los heterótrofos (aquellos que dependen de otros) pueden existir y alimentarse. Un rayo de Sol es convertido, gracias a los productores, en otra forma de energía que abastece los niveles tróficos de la ca-dena alimentaria. De esta forma, el rayo de luz solar es transformado en glucosa, nuestro “combustible”, y da lugar a la molécula llamada ATP (adenosín trifosfato), que proporciona la energía necesaria para realizar nuestras funciones vitales.

La Biología explica cómo y por qué nacemos, cómo vivimos, nos alimentamos y reproducimos, cómo eliminamos las sustancias que ya no son útiles a nuestro organismo, de qué forma y por qué nos conservamos sanos y por qué fallecemos, entre otras funciones orgánicas. Las respuestas a estas preguntas resultan de vital

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Biología básica I

A continuación te presentamos algunas de las principales ramas en las que se divide la Biología para su estudio.

Anatomía

Describe las estructuras de los organismos.

Otras disciplinas de la Biología

Biofísica

Estudia la relación e interacción de la

materia y la energía en los organismos.

Bioquímica

Estudia la estructura y función molecular de la materia viva.

Citología

Estudia las células.

Embriología

Investiga el desarrollo de un nuevo ser,

desde su fecundación hasta su nacimiento.

Biología evolutiva

Estudia los cambios que sufren los organismos

a través del tiempo.

ZoologíaSe ocupa del estudio de los animales. Para ello se divide en cinco.

MicrobiologíaSe encarga del estudio de los

microorganismos, es decir, de los seres vivos que sólo pueden

verse con el microscopio. Se divide en cuatro.

Botánica Estudia el reino

vegetal, para lo cual se divide en dos.

Entomología

Estudia los insectos.

Mastozoología

Estudia los mamíferos.

Herpetología

Estudia los reptiles.

Ornitología Estudia las aves.

Ictiología Estudia los peces.

ProtozoologíaEstudia y analiza los protozoarios.

VirologíaEstudia los virus o macromoléculas

acelulares.

BacteriologíaEstudia y analiza

las bacterias.

MicologíaEstudia los hongos.

Botánica criptogámica

Estudia las plantas sin flores ni frutos.

Botánica fanerogámica

Investiga las plantas con flores

y frutos.BiologíaBiología Otras disciplinas

de la Biología


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Anatomía

Describe las estructuras de los organismos.

Otras disciplinas de la Biología

Biofísica

Estudia la relación e interacción de la

materia y la energía en los organismos.

Bioquímica

Estudia la estructura y función molecular de la materia viva.

Citología

Estudia las células.

Embriología

Investiga el desarrollo de un nuevo ser,

desde su fecundación hasta su nacimiento.

Biología evolutiva

Estudia los cambios que sufren los organismos

a través del tiempo.

ZoologíaSe ocupa del estudio de los animales. Para ello se divide en cinco.

MicrobiologíaSe encarga del estudio de los

microorganismos, es decir, de los seres vivos que sólo pueden

verse con el microscopio. Se divide en cuatro.

Botánica Estudia el reino

vegetal, para lo cual se divide en dos.

Entomología

Estudia los insectos.

Mastozoología

Estudia los mamíferos.

Herpetología

Estudia los reptiles.

Ornitología Estudia las aves.

Ictiología Estudia los peces.

ProtozoologíaEstudia y analiza los protozoarios.

VirologíaEstudia los virus o macromoléculas

acelulares.

BacteriologíaEstudia y analiza

las bacterias.

MicologíaEstudia los hongos.

Botánica criptogámica

Estudia las plantas sin flores ni frutos.

Botánica fanerogámica

Investiga las plantas con flores

y frutos.BiologíaBiología Otras disciplinas

de la Biología

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Biología básica I

Actividad de aprendizaje 1 } Relaciona las siguientes disciplinas de la Biología con las imágenes. Escribe el número correspondiente sobre cada línea.

1. Citología 2. Histología 3. Mastozoología 4. Herpetología

5. Microbiología 6. Anatomía 7. Entomología 8. Ornitología

9. Ictiología 10. Botánica 11. Embriología 12. Genética


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La Biología y su relación con otras disciplinas

La Biología, como ciencia interdisciplinaria, requiere de otras ciencias para llevar a cabo sus investigaciones, las cuales reciben el nombre de ciencias auxiliares; algunas de ellas se encuentran en la siguiente tabla.

Ciencia

AuxiliarCampo de Acción Ejemplo

QuímicaEstudia la estructura molecular de la materia viva. Esta ciencia permite a la Biología indagar sobre las reacciones químicas que ocurren en cada organismo.

Estudia las propiedades de los elementos, sus cargas, cómo interactúan para formar enlaces y dar lugar a las biomoléculas.

Física

Analiza los cambios de la materia y la energía. Los seres vivos se alimentan de la energía del Sol, de alguna u otra forma, por ejemplo los autótrofos fotosintéticos la transforman en energía química (glucosa), mientras que en el proceso de respiración los heterótrofos la convierten en energía mecánica, es decir, en adenosín trifosfato (ATP) para realizar sus funciones vitales; después la energía no utilizada se transforma en calor.

Matemáticas

Proporciona las herramientas necesarias para cal-cular diversos procesos, desde el ritmo cardiaco, hasta los cambios genéticos o las estadísticas de las poblaciones, por nombrar algunas.

Geografía

Estudia la distribución de los organismos en el plane-ta y las condiciones de vida de cada lugar. A través de ésta, la Biología estudia las características abióti-cas de cada bioma.

Ecología

Se encarga de la relación de los organismos con su medio ambiente y permite a la Biología indagar más acerca de los biomas, su crecimiento poblacio-nal, la evolución de los ecosistemas y el impacto de la acción del hombre en la Tierra.

Informática

Analiza, almacena, procesa e interpreta datos valio-sos sobre el estudio del ADN, los genes, las estadís-ticas de enfermedades y otros factores indispensa-bles para el estudio de muchas ciencias auxiliares.

Historia

Permite conocer los antecedentes históricos, las etapas, el cómo y cuándo se alcanzaron los avances científicos y descubrimientos que han otorgado los invaluables y valiosos avances en la Biología.

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Biología básica I

Ciencia

AuxiliarCampo de Acción Ejemplo

Sociología

Estudia los fenómenos colectivos producidos por la actividad social de los seres humanos, dentro del contexto histórico-cultural en el que se encuentran inmersos.

Filosofía Es el estudio teórico de la variedad de proble-mas fundamentales acerca de cuestiones como la existencia, el conocimiento, la verdad, la moral, la belleza, la mente y el lenguaje.

Actividad de aprendizaje 2 } Investiguen en fuentes fidedignas ejemplos de cómo se relacionan las cien-cias descritas en la tabla anterior.

•Completen los ejemplos que faltan en la tabla. Escríbanlos en la colum-na correspondiente.


Actividad de cierre } Trabajen en equipo. Retomen la actividad de inicio de la página 9 y ha-gan lo que se pide.

•Redacten un breve reporte que explique de qué manera estas disci-plinas biológicas han aportado conocimientos que mejoraron la ca-lidad de vida de las personas, de las demás especies y del entorno.

} Con ayuda de su docente organicen una plenaria y redacten en grupo una definición lo más completa posible de la Biología, considerando sus últimos descubrimientos. Tengan a la mano sus investigaciones.

} Elaboren un organizador gráfico con los resultados obtenidos y junto con su profesor evalúenlo. Empleen la siguiente rúbrica.

Actitudes y valores Sí No

Integración de información para generar una definición de biología.

Inclusión de información sobre algunos avances más recientes en biología.

Estructura y coherencia del organizador gráfico.

TIC

Amplía tus conocimien-tos. Consulta: http://goo.gl/sYrO7Q


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Actividad de inicio } Investiga sobre las características de las ciencias experimentales haciendo énfasis en las ciencias biológicas. Con esta información elabora un informe y entrégalo a tu docente para su evaluación.

} Analiza, discute y concluye en equipos, partiendo de sus investigaciones, por qué las ciencias biológicas deben seguir los procedimientos que descri-biste en tu investigación.


Características de la cienciaLa Biología es una ciencia, por lo que se dice que es:

•Sistemática. La Biología no es un sistema de ideas o pasos desconectados, al contrario, es una secuencia de pasos ordenados y lógicos para llegar a un fin o a una verdad, por ello se dice que es sistemática.

•Metódica. Esta ciencia sigue pasos específicos para alcanzar un objetivo en particular o comprobar una hipótesis. Se planea paso a paso, se sabe lo que se busca y se toman en cuenta todas las variables posibles.

•Objetiva. La Biología tiene este carácter porque presenta y explica los he-chos como son, independientemente del modo de pensar de quien los ob-serva o determina.

TIC

Puedes consultar la siguiente página para en-riquecer tu investigación:https://goo.gl/UfypbP

18

Biología básica I

La Biología y el método científico

•Verificable. Como toda ciencia, la Biología es verificable, pues establece procedimientos experimentales para comprobar o rechazar lo establecido en la hipótesis. En otras palabras, no se limita a los hechos, sino que los analiza y argumenta con experimentos congruentes y comprobables.

•Modificable. Finalmente se dice que es modificable ya que, si la hipótesis no se comprueba, se regresa al punto de partida para iniciar de nuevo y determinar de manera clara y precisa la búsqueda del nuevo conocimiento.

El método científico en la BiologíaObservación

Este primer paso del método científico consiste en observar con detenimiento y escudriñar lo observado, para plantearse preguntas y acercarse así a la solución del problema que se presenta.

Implica el análisis y registro de todo lo percibido, ya que ello llevará al plantea-miento del problema. Como ejemplo de cada uno de los pasos de este método, recuperaremos una anécdota de Alexander Fleming.

† Proceso de observación.

En 1928, el médico inglés Alexander Fleming realizó investigaciones en un hospital en Londres, In-glaterra. Cultivó bacterias patógenas y estafilococos de las vías respiratorias. Un día observó con sorpresa que, en algunos lugares, no crecían los cultivos de bacterias.

Planteamiento del problema

Consiste en formular preguntas sobre lo observado, con el fin de delimitar el objeto de estudio y los as-pectos específicos del mismo.

Fleming se planteó un problema: ¿Por qué las bacterias no crecen igual en todos los cultivos?

Formulación de hipótesis

La hipótesis es la explicación tentativa del problema planteado con base en los conocimientos adquiridos sobre el objeto de estudio. Generalmente se supo-ne una causa lógica y razonable del fenómeno; no obstante, en la formulación de hipótesis se debe pro-mover el pensamiento divergente y creativo, es decir, todas las posibilidades de respuesta, por más desca-belladas que parezcan, deben considerarse.

El científico las irá descartando mediante proce-sos de razonamiento lógico, hasta seleccionar la que considere válida. Los científicos han comprobado que los grandes inventos o descubrimientos a veces inician como ideas descabelladas.

† Generación de preguntas.

† Formación de hipótesis.


Recuerda que puedes for-mar tu propio glosario. Busca en un diccionario las palabras que no en-tiendas y escribe su defi-nición en la página 24. Una de las tareas más im-portantes que ejecuta un científico es recolectar y organizar datos sobre un experimento, o una ob-servación de campo (por ejemplo: cuántas veces un ratón en el laboratorio pide comida). Pero, ¿eso es lo único que hace un científico? Fundamenta tu respuesta en tu cuaderno.


19

Fleming se preguntó qué factor impedía el crecimiento de las cepas bacteria-nas. Es posible que se cuestionara si, por ejemplo, esterilizó o no los medios de cultivo, qué precauciones no contempló o quién contaminó sus muestras.

De manera que sus hipótesis podrían haberse parecido a las siguientes: “Las bacterias no crecen donde se ha desarrollado el moho Penicillium, porque esta parte del cultivo está contaminada con algo que impide su desarrollo”.

“Las bacterias no crecen en lugares donde existe este tipo de moho, porque no pueden crecer en áreas que no estén limpias”. “Las bacterias no crecen en estos lugares porque hay mucha tensión en el ambiente”.

Experimentación

Es una serie de actividades, pruebas y análisis que ayuda a reproducir un fenómeno, considerando las condiciones particulares del objeto de estudio y las variables pertinentes.

Fleming comprobó, en más de una ocasión, que nuevos microorganismos crecían en sus cepas bacte-rianas. Posteriormente, descubrió que tal efecto era causado por un hongo, al que nombró Penicillium notatum, y demostró que algunas especies de bacte-rias no crecían en presencia de dicho hongo. Realizó varios experimentos para comprobar si realmente el hongo era el responsable de que las bacterias no cre-cieran. Llegó a la siguiente conclusión: el micelio del hongo segrega una sustancia que detiene la repro-ducción de los estafilococos y los destruye.

Confirmación o rechazo de la hipótesis

Mediante la experimentación, algunas de las hipóte-sis se comprueban y otras se descartan. Cuando los resultados obtenidos confirman la veracidad de la hi-pótesis, entonces se puede establecer una teoría o ley. De lo contrario, regresamos al punto de partida, para buscar nuevas hipótesis.

La conclusión de Fleming fue que el hongo Peni-cillium notatum segrega una sustancia, la penicilina, capaz de detener el crecimiento de bacterias pató-genas. De esta forma nació la palabra antibiótico, de las palabras griegas anti, que significa “contra”, y bios, que significa “vida”, por lo que se traducir como: “contra la vida bacteriana”.

Cuando la hipótesis ha sido comprobada una y otra vez, se establece una teoría o ley.

† Recolección de pruebas para análisis.

† Comprobación de la hipótesis.

20

Biología básica I

Actividad de aprendizaje 3 } Lee las siguientes afirmaciones. Haz lo que se indica.•Analiza en conjunto con tu profesor sobre ellas y determina si son ciertas o falsas.•Investiga tus respuestas sobre los enunciados analizados y elabora un reporte.

Afirmaciones:a ) Las mujeres embarazas no deben convivir con gatos.b ) Algunos perfumes son elaborados con orina de conejo.c ) El síndrome de alcohólico fetal causa estragos físicos y neurológicos.d ) Fue necesario el uso de gel desinfectante durante la contingencia que provocó el Virus de la

influenza H1N1 para evitar más contagios. e ) Compartes la almohada con miles de parásitos.f ) Se han extraído parásitos de más de cinco metros de largo, del intestino de seres humanos.g ) Un charco de agua es un ecosistema.h ) Existen peces que vuelan.i ) El velociraptor no es como en las películas, parecía más bien un ave.j ) Hasta el siglo vii el cerebro era considerado un tazón de cuajada que no tenía nada que ver con

el intelecto.


Actividad de cierre } Lee con atención el siguiente texto:

A mediados del siglo xi, Louis Pasteur estudió una enfermedad llamada cólera de las gallinas, que cau-saba gran mortandad entre las aves. Pasteur observó a numerosos microorganismos en el microscopio y supuso que algunas enfermedades, si no es que todas, bien podían ser causadas por ellos.

Así, Pasteur se dedicó a estudiar diferentes tejidos de las gallinas enfermas, con la finalidad de encontrar y obtener microorganismos.

Por fin, obtuvo algunos que considero podrían ser los causantes de la enfermedad, y los cultivó en caldos especiales, donde se mantenían vivos por varias semanas.

Posteriormente, inyectó algunos de estos microorganismos en gallinas sanas: todas enfermaron de cólera y murieron.

} Identifica y elabora en tu libreta una tabla con cada uno de los pasos del método experimental que siguió Louis Pasteur.a ) Observación b ) Planteamiento del problema c ) Hipótesis

d ) Experimentación e ) Resultados f ) Conclusión

} En plenaria, lleven a cabo un análisis de su actividad y redacten una conclusión final.


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A lo largo de este bloque has llevado a cabo distintas actividades que te han dado una nueva visión del campo de estudio de la Biología y de cómo ha con-seguido desarrollarse como ciencia. Reflexiona la importancia que tiene esta en tu vida cotidiana, en la sociedad y en el ambiente. Coméntalo con tu profesor.

Actividad de inicio } De la siguiente lista, elige un producto cuyo proceso de elaboración conoz-cas y descríbelo.

•Si no lo conoces, investígalo y escríbelo.a ) Pan b ) Vino c ) Queso d ) Yogurt

e ) Jabón en polvo f ) Jalea g ) Crema, pomada o ungüento

22

Biología básica I

La Biología en la actualidad


Relación Biología, tecnología, sociedad y ambienteEl ser humano ha contribuido a transformar su medioambiente desde hace apro-ximadamente diez mil años, cuando comenzó a domesticar plantas y animales; a este proceso se le conoce como selección artificial (el uso de las plantas medi-cinales, el descubrimiento de los antibióticos, entre otros). Las personas siempre han utilizado la naturaleza para su bienestar; a pesar de que nunca habían sido testigos de un desarrollo tan rápido en el uso de la Biotecnología como la que tiene lugar actualmente. El desarrollo ha sido exponencial, sin precedentes; para darnos cuenta de ello, basta recordar la manipulación de genes de diversas es-pecies que se ha llevado a cabo en los últimos años.

La Biotecnología, como su nombre lo indica, es el conjunto de técnicas que se aplican a plantas, animales o sistemas biológicos para obtener bienes o servicios. De manera empírica, el ser humano ha usado la Biotecnología para mejorar su calidad de vida, por ejemplo: en la elaboración de pan, vino, cerveza y demás. Actualmente, se usa en la producción de alimentos modificados genéticamente, que han causado una gran controversia a nivel mundial.

La Bioética es la disciplina que evalúa, éticamente, las acciones que se llevan a cabo en el área de la salud y los avances científicos aplicados en diversos medios, considerando, tanto los beneficios que aportan a la humanidad, su descubrimien-to y uso práctico, así como sus posibles repercusiones. La Bioética analiza y cues-tiona cuáles son los mejores incentivos, momentos y necesidades indispensables dentro de un contexto histórico para el desarrollo de las nuevas tecnologías en el manejo de organismos genéticamente modificados.

La Bioética debe contemplar los siguientes puntos:

Evitar la explotación de los hallazgos en esta disciplina, con el establecimiento de leyes y reglamentos que limiten las actividades permitidas.

Exigir que se etique-ten los alimentos derivados o proce-sados, lo mismo que los organismos modificados genéti-camente..

Una legislación que controle y evite el mal uso de los avances científicos.

Considerar los riesgos que conlleva utilizar genes que puedan causar enfermedades inesperadas o altera-ciones químicas o nutricionales en los alimentos, afectando la salud del ser humano.

Cumplir normas éticas específicas, entre ellas: contar con el consentimien-to de las personas involucradas en la investigación y la confidencialidad de los datos obtenidos.

La normatividad a través de una legislación sobre biose-guridad que garantice a los consumidores la posibilidad de elegir el producto desea-do, contando con la infor-mación necesaria, expuesta de manera clara y precisa.

Los avances se deben reflexionar desde una pers-pectiva global, es decir, que no solo beneficie a los países desarrollados o las grandes empresas patroci-nadoras de investigaciones, sino que formen parte del patrimonio de la humanidad.

Reflexionar desde una perspec-tiva global, es decir, que no sólo se beneficie a los países desa-rrollados o las grandes empre-sas patrocinadoras de investiga-ciones, sino que formen parte del patrimonio de la humanidad.

Enfatizar el respeto a la integridad y la dignidad de las personas.

En lo que respecta a los organis-mos modificados genéticamente, existen estatutos para minimizar los posibles impactos que tendrían sobre el medioambiente y la salud. Se ha democratizado el acceso a la Biotecnología, con el objetivo de incentivar la creatividad, en vez de bloquearla.

Bioética

† Gracias a la Biotec-nología se han creado fármacos que emulan factores biológicos na-turales, con la finalidad de potenciar o inhibir un efecto biológico deter-minado.


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Actividad de aprendizaje 4 } Lee la siguiente entrevista realizada por la Revista Digital Universitaria (RDU), al Dr. Jorge Enrique Linares (JEL).

Bioética y alimentos transgénicos

JEL: Como cualquier otro desarrollo biotecnológi-co, la Bioética plantea, fundamentalmente, pregun-tas sobre las consecuencias sociales y ambientales de estos desarrollos y trata de investigar cuáles son los criterios o las condiciones más adecuadas para que se realicen y se extiendan en el mundo. Así es que tiene una doble vertiente de investigación: tan-to desde el punto de vista científico y tecnológico, como, desde luego, el punto de vista estrictamente ético y político.

RDU: Según la Bioética, ¿qué problemas genera en el aspecto social el uso y la producción de ali-mentos genéticamente modificados?

JEL: Primero habría que decir que existe todavía una controversia de orden científico sobre la posibi-lidad de riesgo de los alimentos transgénicos.

Los que actualmente están en el mercado diga-mos que son seguros, no se han reportado inciden-tes alergénicos para la salud humana, pero existe aún una discusión científica sobre sus consecuencias ambientales a mediano y largo plazo. Y es ahí don-de habría riesgos de orden ecológico que no están muy claros. Lo que hemos visto en los últimos años es que estos no son fáciles de medir e implican un largo y profundo debate científico y social.

Dado que la Bioética comprende innovaciones tecnológicas debido a su demanda en el merca-do, los efectos negativos, genéticos y ambientales,

que podrían producirse, afectarían a muchísimas personas y tam-bién a los ecosistemas, por lo que debe haber un debate y

un monitoreo social o una su-pervisión sobre sus riesgos y efectos. Actualmente uno de los temas más discutidos es

el efecto que provocan en las relaciones de orden socioeco-

nómico.

Los transgénicos se diseñaron des-de un modelo de producción industrial que tiende a la monopolización del mercado agrícola, esa era la finalidad principal de su inven-ción, de su puesta en el mercado, aunque las em-presas que los desarrollaron siguen insistiendo en elevar la producción alimentaria e incluso tratando de revestir sus proyectos con un halo humanitario, argumentando que eso va a reducir el hambre en el mundo.

RDU: Desde la perspectiva de la Bioética, ¿cuál debería ser la actitud que debe tomar la sociedad civil?

JEL: Fundamentalmente informarse, demandar información, tanto a los productores como a los industriales que quieren convencernos que este es un negocio seguro y también a quienes objetan, a quienes dicen que hay riesgos, que los sustenten críticamente con argumentos e información clara, porque hay temas científicos específicos que solo quien conoce de la ciencia puede entender, pero eso no significa que no se puede divulgar.

Por tanto, es necesario divulgarla con un lengua-je claro y comprensible, y aunque a veces no es fácil, sí es posible hacerlo. Se debe entonces demandar información y crear un debate público, extendido, con suficiente tiempo y a través de todos los me-dios posibles. En este sentido la participación de la universidad es muy importante, porque permite difundir información a la sociedad, como es el caso de la Revista Digital, para que aquella tenga recur-sos para tomar decisiones, tanto servidores como ciudadanos.*

*Tomada de: Revista Digital Universitaria (RDU): ¿Cuál es el papel que juega la Bioética ante la produc-ción de los llamados alimentos transgénicos?, realizada

por Alonso Zavala Núñez. Revista Digital Universitaria. 10 de abril, volumen 10, numero 4.

24

Biología básica I

} Haz lo que se te pide en tu cuaderno. •Investiga ¿qué son los transgénicos, a qué tipo de organismos se les ha

aplicado esta tecnología y para qué? •En fuentes fidedignas indaga los aspectos benéficos y los perjudiciales de

los transgénicos. Elabora una tabla con dos columnas, en la primera coloca los pros y en la otra los contras de la industria transgénica investigados.

•Escribe tu opinión acerca de que los seres vivos sean modificados ge-néticamente, en función de los criterios de mejora de las industrias.

•Comenta con tus compañeros de grupo y con el docente tus notas.


Actividad de cierre } Analiza con tu profesor los siguiente enunciados y escribe si las siguiente aseveraciones son falsas (F) o verdaderas(V)

} Busca información sobre la tecnología transgénica y verifica tus respuestas.

( ) Mejoran la vida de los animales y las plantas.( ) Mejoran la producción de animales y plantas o sus derivados para ob-

tener un mayor rendimiento económico.( ) Mejoran la producción de animales y plantas o sus derivados para ob-

tener más recursos y acabar con la pobreza y el hambre en el mundo. ( ) Se conocen las consecuencias derivadas del uso de transgénicos en la

salud humana.( ) Actualmente se consumen transgénicos de plantas o animales o sus

derivados y aún no se ha presentado ninguna consecuencia en la salud humana.

( ) Se utiliza para crear organismos nuevos que no existen en la naturaleza (híbridos).

( ) Se emplea para la obtención de fármacos: insulina, hormonas, vacunas.( ) Es una tecnología que no daña el medioambiente ni a las especies.

Parasaber +

Algunos aspectos adversos de la deshidratación son:Sed intensa, pérdida de apetito, disminución en el volumen sanguíneo, ojos hundidos, desvaneci-miento, debilidad, espas-mos musculares, delirio, insomnio, entre otros.


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} Investiga en fuentes fidedignas y elabora un ensayo sobre qué es un ciborg. Incluye los siguientes aspectos:

•¿Cómo son?•¿Qué características tienen y cómo las adquieren? •¿Cuál es la participación de la Biología en la creación de esos sistemas? •¿Qué relevancia tiene la interdisciplinariedad de la Biología en la gene-

ración de conocimientos y adelantos que permiten mejorar la calidad de vida de los humanos?

} Menciona las áreas del conocimiento involucradas en la generación de ciborgs.

} Discute la diferencia entre la aplicación de la Biotecnología para crear trans-génicos y para crear ciborgs, así como su impacto en la sociedad.

Rúbrica para evaluar el ensayo

IndicadoresDeficiente

(1)

Satisfactorio

(2)

Bueno

(3)

Excelente

(4)Puntuación

Precisión de

hechos

No hay hechos de apoyo o la mayo-ría fueron reportados incorrecta-mente.

La mayoría de los hechos de apoyo fueron reportados con precisión.

Casi todos los hechos de apoyo fueron reportados con precisión.

Todos los hechos de apoyo fue-ron repor-tados con precisión.

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Biología básica I

Actividades de cierre de unidad

Rúbrica para evaluar el ensayo

IndicadoresDeficiente

(1)

Satisfactorio

(2)

Bueno

(3)

Excelente

(4)Puntuación

Enfoque del

tema

La idea prin-cipal no es clara. Parece haber una recopilación desordena-da de infor-mación.

La idea prin-cipal es algo clara, pero se necesita mayor información de apoyo.

La idea principal es clara, pero la información de apoyo es general.

Hay un tema claro y bien enfocado. Se desta-ca la idea principal y es respal-dada con información detallada.

Gramática y

ortografía

Cometí más de 4 errores de gramática u ortografía que distraen al lector del contenido.

Cometí de 3 a 4 errores de gramática u ortografía que distraen al lec-tor del conte-nido.

Cometí de 1 a 2 errores de gramática u ortografía que distraen al lector del contenido.

No cometí errores de gramática u ortografía, por lo que el lector no se distrae del conteni-do.

Fuentes

Muchas fuentes que usé para las citas y los hechos son menos que creíbles (sos-pechosas) o no están citadas co-rrectamente.

La mayor parte de las fuentes que usé para las citas y los hechos son creí-bles y las cité correctamente.

Todas las fuen-tes que usé para las citas y los hechos son creí-bles y la mayoría las cité correcta-mente.

Todas las fuentes que usé para las citas y para los hechos son creíbles y las cité correcta-mente.

Información

La infor-mación es insuficiente o nula.

Falta informa-ción acerca de los tópicos.

Incluye informa-ción acerca del pasado, el pre-sente y el futuro del tópico.

Incluye mu-cha informa-ción acerca del pasado, el presente, y el futuro del tópico.


27

Escala de clasificación

PuntuaciónNivel de

desempeño

1 a 9 puntos Deficiente* Puntuación obtenida

10 a 18 puntos Suficiente*

19 a 27 puntos Bueno Nivel de desempeño

28 a 36 puntos Excelente

*Requieren atención para su mejora.

En palabrasde biólogo

} En este espacio escribe los términos que revisaste a lo largo de la unidad y el significado que investigaste.

Término Significado Término Significado


Recuerda continuar con tu proyecto de investiga-ción. Es importante, una vez que has investigado el tema, aplicar los cono-cimientos adquiridos en la unidad.

También, que relacio-nes los contenidos de la asignatura de Química, pues guardan relación con lo que hasta el momento has revisado.

Emplea tus notas y tra-bajos sobre la Biología y su relación con otras cien-cias y el método científico.

De igual manera, parti-cipa en las prácticas de la-boratorio que encontrarás más adelante.

28

Biología básica I


29


} Escribe un breve texto reflexivo-argumentativo sobre el impacto de las aplica-ciones de la Biología en tu vida cotidiana. Después, responde.

•De lo que aprendiste en esta unidad, ¿qué fue lo que más te gustó? ¿Por qué?

•De los temas que revisaste, ¿qué otros tópicos te gustaría saber? ¿Qué puedes hacer para conseguir información sobre esos aspectos?

•¿Cómo puedes aplicar en tu vida cotidiana los conocimientos de esta unidad?

Práctica de laboratorioCuidado y uso del microscopio } Escribe en el espacio las competencias genéricas y disciplinares que estás desarrollando.

Marco teórico

El microscopio es un instrumento óptico que am-plifica la imagen de los objetos pequeños, por lo que desde su descubrimiento se ha convertido en la herramienta más usada para el estudio de los microorganismos y objetos que no podemos ver a simple vista.

En la actualidad existe un gran número de mi-croscopios, pero todos parten del mismo principio: mediante un sistema de lentes y de iluminación se hacen visibles organismos y objetos muy pequeños, en escala de micras (µ), ya que puede aumentar su tamaño de cien a cientos de miles de veces.

El primer microscopio fue inventado por Anthony van Leeuwenhoek, mismo que aumentaba el tama-ño de los organismos solo de 50 a 300 veces, ya que constaba únicamente de una lente casi esférica montada entre dos placas metálicas, y la iluminación era proporcionada por la luz solar. Los microscopios ópticos actuales surgieron a principios del siglo xix y su característica principal es que son compuestos, lo cual quiere decir que tienen dos juegos de lentes: un ocular y un objetivo, que en combinación permi-ten alcanzar mayores aumentos.

Objetivo

Conocer el funcionamiento y cuidados de las partes del microscopio compuesto y aprender a hacer ob-servaciones.

Material

•Un microscopio compuesto u óptico, un por-taobjetos y un cubreobjetos.

•Papel seda para limpiar oculares y objetivos.•Aceite de inmersión.•Papel periódico cortado en trozos y tijeras.

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Biología básica I

Instrucciones de uso

En la figura 1 de la página siguiente se presenta un microscopio donde se seña-lan sus principales partes. 1. Reconoce cada una de las partes en tu microscopio.2. El microscopio es un instrumento de precisión, por tanto, cada una de las

partes debe usarse con cuidado para no desajustar el instrumento. 3. Los tornillos macro y micrométrico, así como los tornillos de la platina, deben

moverse despacio pues un leve movimiento representa un gran cambio en el campo de observación, o en el enfoque a la hora de observar.

4. Los objetivos solo se mueven haciendo girar el revólver, que es un disco de giro duro que se detiene en cada objetivo haciendo un clic, momento en el que hay que detener el giro del revólver, pues indica que el objetivo está en posición.

5. El revolver siempre se mueve del objetivo de menor aumento al de mayor aumento.

6. En caso de que tengas que moverlo de lugar o transportarlo de un sitio a otro, te recomendamos que lo hagas de acuerdo con la figura 2. Con una mano se toma el microscopio del brazo y con la otra mano, de la base. Esa es la forma correcta de cargar y transportar un microscopio, solo si es necesario.

7. El microscopio debe estar sobre una mesa plana hacia el centro, por lo me-nos a 20 cm de la orilla y con los cables eléctricos hacia atrás, hacia el toma-corriente. Los oculares y la platina deben estar hacia el frente para manipu-larlo fácilmente.

8. Antes de usar el microscopio asegúrate de que esté limpio, principalmente los lentes oculares y objetivos, los cuales se limpian con un pincel de pelo fino y posteriormente con un paño de seda humedecido en éter. Sin embargo, si los lentes están sucios, informa a tu profesor o al laboratorista y ellos te indi-carán la mejor manera de limpiarlos.

Partes de un microscopio óptico

Oculares

Revólver

Cabezal

Brazo

Desplazamiento platina

Macrométrico

Micrométrico

Condensador

Objetivos

Platina

Foco

Base

† Modo correcto de cargar y transportar un microscopio.


31

9. El objetivo de 100x es el único que requiere el uso de aceite de inmersión para una buena observación. Cuando lo uses asegúrate de limpiarlo correc-tamente.

10. Cuando termines de hacer tus observaciones, coloca el microscopio en posi-ción de descanso (bajar la platina hasta el tope y colocar en posición óptica el objetivo de enfoque).

11. Por último, limpia la platina y guardarlo en su caja o funda de plástico para protegerlo del polvo.

Procedimiento

1. Recorta una letra “a” del periódico, aproximadamente 1 mm de lado.2. Coloca el segmento de periódico sobre la parte media de un portaobjetos y

cúbrelo con el cubreobjetos. 3. Conecta el microscopio a la corriente eléctrica y acciona el control de encendido.4. Coloca la preparación sobre la platina y muévela con su tornillo hasta que la

letra “a” que observarás quede alineada con el objetivo. 5. Sube la platina hasta el tope (girando suavemente el tornillo macrométrico). 6. Ahora, observa a través del ocular y baja la platina con el tornillo macrométri-

co hasta que la imagen aparezca. 7. Afina la imagen subiendo y bajando la platina lentamente con el tornillo mi-

crométrico. 8. Regula la cantidad de luz abriendo y cerrando el diafragma de la lámpara o

girando el botón regulador de la misma. 9. Antes de que observes a mayor aumento (objetivo 10X), centra perfectamen-

te la imagen.10. Dibuja lo que observes en cada aumento (usando cada objetivo). Usa los si-

guientes espacios para trazar tus esquemas.

Esquema 1.Objetivo de enfoque

Esquema 2.Objetivo seco-débil

Esquema 3.Objetivo seco-fuerte

32

Biología básica I

Análisis de resultados y conclusiones

} De acuerdo con las tres observaciones anteriores responde el siguiente cuestionario.

a ) ¿Qué sucedió con la imagen y con el área que la circundaba?

b ) ¿Qué observaste en cuanto a la orientación de la imagen?

} Investiga y explica a qué se debe lo que observaste.

} ¿Qué graduación tiene cada uno de los objetivos que utilizaste?

a ) ¿Cómo se indica la graduación de cada objetivo en el microscopio?

Enfoque_____________________ Seco-débil: ___________________________ Seco-fuerte:__________________ Inmersión: ____________________________

b ) ¿Cuál es la graduación de los oculares?

} Investiga quien fue Anton van Leeuwenhoek y cómo llegó a inventar el primer microscopio. Después, completa la siguiente ficha con tus aportaciones.


33

Práctica de laboratorioElaboración de yogur } Escribe en el espacio las competencias genéricas y disciplinares que estás desarrollando.

Marco teórico

El Streptococcus thermofilus y el Lactobacilus bulgaricus son bacterias conocidas como probióticos (están vivas) y se usan para hacer yogur por medio de la fermen-tación láctica. El beneficio de los probióticos está comprobado, ya que previenen enfermedades infecciosas comunes, fortalecen el sistema inmunológico, evitan el desarrollo de bacterias patógenas en el intestino y mejoran la digestión, entre otros beneficios.

Objetivo

Elaborar un yogur casero para valorar la acción benéfica de las bacterias.

Material

•Un litro de leche.•Un vaso de yogur natural sin azúcar.

•Un recipiente.•Una manta de cielo o tapa.

Procedimiento

1. En el recipiente coloca el litro de leche tibia.2. Agrega el yogur natural.3. Tápalo y colócalo en un lugar donde la temperatura no sea fría. Al día siguien-

te, el litro de leche debe ser yogur que contenga los prebióticos necesarios para conservar una buena salud en el aparato digestivo y fortalecer tu sistema inmunológico.

Análisis de resultados y conclusiones

} Con base en lo que observaste y después de una breve investigación, contesta:•¿Qué otros beneficios contienen los probióticos?•¿Cuál es la diferencia entre los probióticos y prebióticos?•¿Cuáles otras bacterias forman parte de la flora intestinal y cómo ayudan

a mejorar el funcionamiento del aparato digestivo?•¿Qué bacterias contienen los yogures probióticos?

} Investiga si ayudan a prevenir el cáncer de colon. Justifica tu respuesta.

34

Biología básica I


35

BITÁCORA

Fecha TemaCómo lo

aprendisteReflexión breve

} Lee el siguiente texto y responde los reactivos que se presentan a continuación.

Las mariposas MonarcaKaren S. Oberhauser y Micelle J. Solensky

Las mariposas Monarca son nativas del continente americano; sin embargo, desde el siglo vii se han esparcido a otras partes del mundo. En este con-tinente existen dos especies: Danaus plexippus plexippus y Danaus plexippus erippus, la primera presente en Canadá, Estados Unidos de América (EUA), México, América Central y el norte de Sud-américa. En este texto hablaremos de la migración de las Monarca que llegan al centro de nuestro país.

Las Monarca se alimentan de una angiosperma del género asclepia y comen de cualquiera de las 100 especies existentes. Esta planta contiene sus-tancias químicas tóxicas llamadas cardenolideos o glicosídeos cardiacos para la mayoría de los inver-tebrados; por tanto su dieta las protege de mu-chos depredadores.

Las mariposas Monarca ponen sus huevos y desovan un promedio de 300 a 400 por hembra, en un lapso de dos a cinco semanas, su estado larvario dura de nueve a 14 días; sin embargo, la mortalidad de los huevos y las larvas antes de que

lleguen a estado adulto es de 90%, es decir, muy alto. Las causas son depredadores resistentes a las toxinas de la asclepia; larvas de parásitos que se desarrollan dentro de las larvas de las Monarca, que las infectan y enferman ; condiciones ambien-tales poco favorables como temperaturas de 35 ºC bajo cero; la tala inmoderada y el uso de los pesti-cidas, por mencionar algunas.

Durante la fase de pupa el proceso dura de nueve a 15 días, en el estado adulto las mariposas que migran duran hasta nueve meses, en compa-ración con otras que viven de cuatro a cinco se-manas. Las mariposas Monarca no pueden vivir a temperaturas bajo cero, por lo que migran en el otoño al centro de México, provenientes de Ca-nadá y EUA. Durante la migración inician un perio-do llamado diapausa reproductiva controlada por cambios hormonales y neuronales, pasan el invier-no en México y regresan a mediados de marzo a los países del norte; sin embargo, llegan al sur de Estados Unidos a reproducirse y son sus crías quie-nes regresan al lugar de origen.

36

Biología básica I

Ejercicios para la prueba Planea

1. Las Monarca se alimentan de una flor tóxica llamada asclepia, ¿cuál es el tipo de adaptación que han desarrollado para no envenenarse con esta planta?a ) Adaptaciones fisiológicas. b ) Adaptaciones morfológicas.c ) Adaptaciones de comportamiento.d ) Adaptaciones conductuales.

2. Los principales depredadores de las Monarca son:a ) Los anfibios.b ) Los insectos.c ) Los mamíferos.d ) Los reptiles.

3. Las sustancias tóxicas que produce la asclepia causan daño, principalmente a los siguientes órganos de los depredadores de las Monarca:a ) Órganos sensoriales.b ) Órganos cardiacos.c ) Las alas.d ) Las antenas.

4. No es una causa de la mortandad de las Monarca: a ) Las altas temperaturas de algunas regiones. b ) Las larvas de otras especies que se desarrollan dentro de las larvas de las

Monarca. c ) Las bajas temperaturas. d ) Las mariposas Viceroy que se las comen.

5. La relación de las Monarca con la asclepia es un ejemplo de: a ) Evolución convergente. b ) Evolución divergente. c ) Evolución direccional.d ) Coevolución.

6. A qué se refiere el término diapausa reproductiva:a ) A la aceleración de su proceso reproductivo. b ) Cuando las Monarca se vuelven estériles. c ) A un lapso de tiempo en que se detiene su fase reproductiva. d ) A un lapso de tiempo en que se daña su aparato reproductor.

Respuestas

2.

a b c d

1.

a b c d

3.

a b c d

4.

a b c d

5.

a b c d

6.

a b c d


37

Unidad 2Características y composición de los seres vivos

Competencias genéricas Atributos Criterios de aprendizaje

6. Sustenta una postura personal so-bre temas de interés y relevancia general, considerando otros pun-tos de vista de manera crítica y reflexiva.

6.1 Selecciona, interpreta y reflexiona críticamente so-bre la información que obtiene de las diferentes fuentes y medios de comunicación.

6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, co-herente y sintética.

6.5 Emite juicios críticos y creativos, basándose en razo-nes argumentadas y válidas.

• Selecciona e interpreta información de manera pertinente, relevante y confiable.

• Estructura y expresa ideas y argumentos, de manera comprensible para los demás.

• Emite juicios argumentados, justificando las razones en que se apoya.

7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.

7.3 Articula los saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana.

• Relaciona los conocimientos académicos con su vida cotidiana, especificando la aplicación conceptual disciplinar.

8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.

8.2 Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.

8.3 Asume una actitud constuctiva al intervenir en equi-pos de trabajo, congruente con los conocimientos y habilidades que posee.

• Opina con apertura y respeto sobre diversos temas académicos y sociales.

• Participa en equipos diversos, aportando sus conocimientos y habilidades.

Competencias Disciplinares Criterios de aprendizaje 3. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plan-

tea las hipótesis necesarias para responderlas.• Identifica problemáticas del contexto relacionadas con la

biología, formula preguntas y plantea hipótesis pertinentes, analizando las variables causa-efecto.

4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a pre-guntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y reali-zando experimentos pertinentes.

• Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, relacionadas con la biolo-gía, consultando fuentes relevantes.

5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimen-to con hipótesis previas y comunica sus conclusiones.

• Comunica conclusiones derivadas de la contrastación de los resultados obtenidos con hipótesis previas, a partir de inda-gaciones y/o actividades experimentales, relacionadas con la biología, de acuerdo con los criterios establecidos.

6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fe-nómenos naturales a partir de evidencias científicas.

• Identifica de manera sistemática las preconcepciones per-sonales y comunes sobre diversos fenómenos naturales, relacionados con la biología, al contrastarlas con evidencias científicas.

7. Hace explícitas las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos.

• Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos en la solución de problemas cotidianos, relacionados con la biología, de manera clara y coherente.

12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al que pertenece.

• Plantea acciones preventivas para el cuidado de su salud, considerando los procesos vitales.

13. Relaciona los niveles de organización química, biológica, física y eco-lógica de los sistemas vivos.

• Relaciona los niveles de organización química, biológica, físi-ca y ecológica de los sistemas vivos, teniendo en cuenta los componentes que los integran, su estructura e interacción.

14. 14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instru-mentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.

• Aplica normas de seguridad en la realización de actividades experimentales, relacionadas con la Biología, mediante el manejo adecuado de sustancias, instrumentos y equipo.

38

Propósito de la unidad

Relaciona las características, composición química y su función en los seres vivos, para reconocer la construcción submicroscópica y macroscópica de estos, a partir del conocimiento de los diferentes niveles de organización.

Actividades permanentes: 1. Como en la unidad anterior, en esta hemos dedicado también un espacio en la sección final para que

elabores tu propio glosario de los términos, conceptos o ideas que se te dificulten. Si consideras per-tinente, agrega a cada definición un esquema, dibujo, una foto o una liga a un documento de la red o a un videoclip, que facilite su comprensión. El glosario que iniciaste en la primera unidad y que ahora se complementa con el de esta, te servirá para comprender mejor los temas estudiados, pero también, para el desarrollo de tu proyecto de investigación.

2. Seguramente ya elegiste un tema de investigación, una pregunta o alguna idea que quieras desarrollar como proyecto final. La unidad anterior te servirá para ubicar el tema y así establecer las áreas de la Biología que están más relacionadas con él, así como qué ciencias auxiliares intervienen. Cuentas ya con las herramientas del método científico, que ahora pondrás en práctica. En la presente unidad hay información que te ayudará con el tema. Consulta con tu profesor las dudas y verifica si las herramien-tas de esta unidad te son útiles y cómo puedes implementarlas en tu proyecto.

39

} Reflexiona el siguiente cuestionario y contéstalo.

1. Si pudieras ir a otro planeta, ¿cómo reconocerías que hay seres vivos? ¿Qué características te ayudarían a reconocerlos?

2. ¿Cuál es la diferencia entre un elemento y una molécula?

3. ¿Cuál es la diferencia entre una molécula orgánica, una inorgánica, y un ion?

4. Los seres vivos, ¿dependen del lugar donde viven y de otros seres vivos? Explica tu respuesta.

5. ¿Qué diferencias hay entre un organismo autótrofo y un heterótrofo?

6. ¿Qué tipo de nutrientes crees que necesitan los diferentes tipos de seres vivos para vivir?

Autótrofos

Heterótrofos

7. ¿Qué es la información genética?


Unidad - Características y composición de los seres vivos2

41

Los seres vivosExploro

mis conocimientos

Los seres vivos siguen un ciclo continuo y ordenado de cambios a través del tiempo, que involucran el nacer, nutrirse, respirar, desarrollarse, crecer, reproducirse y morir. Investiga en fuentes fidedignas información sobre las características de los seres vivos y reflexiona si los seres del siguiente cuadro cumplen o no con estas características.

Semillas Quistes de parásitos

Virus Robot

} Responde.

a ) ¿Están vivos o no los sistemas mencionados en el cuadro anterior? Argumenta tu respuesta para cada ejemplo.

b ) ¿Cuál es la diferencia entre inorgánico y orgánico?

c ) ¿De qué elementos estamos constituidos los seres vivos?

42

Biología básica I

} Argumenta si las características de la vida son únicas sólo para los sistemas vivos.

} Describe un ejemplo de algo que no esté vivo y que cumpla con algunas de las características de los seres vivos.

Actividad de inicio } Indaga en fuentes fidedignas cómo se define a los seres vivos, enlista los rasgos que mencionen las definiciones y explica en tu cuaderno qué tipo de características son las que se usan para describirlos: bioquímicas, genéticas, morfológicas, metabólicas, etc. Consulta con tu profesor para que elabores tu clasificación.

} Con la información recabada en tu indagación, redacta una definición que incluya la mayor parte de las características que investigaste.


Características de los seres vivosLos seres vivos tienen características únicas que los diferencian de los sistemas no vivos, ya que poseen una organización y estructura interna específica, requieren energía para efectuar sus actividades celulares, eliminan los productos de de-secho de su metabolismo; son capaces de reproducirse, responden a estímulos externos y tienen la capacidad de mantener su equilibrio interno, así como de adaptarse al ambiente.


43

Estructura y organizaciónLos organismos están conformados por células, unidad estructural y funcional de los seres vivos. Existen organismos unicelulares y pluricelulares. Las células con una función específica forman tejidos y estos, a su vez, órganos, después aparatos y, posteriormente, sistemas, para constituir finalmente un organismo.

MetabolismoLa vida sin energía no sería tal: el metabolismo de los organismos es responsable del crecimiento, de la reparación de tejidos y del mantenimiento del cuerpo, en-tre muchos otros procesos. Se llama metabolismo a la suma total de los procesos químicos que ocurren en un organismo. El intercambio de energía que implica el metabolismo tiene que ver forzosamente con la formación de enlaces químicos y su rompimiento.

En la célula se presentan cientos de reacciones metabólicas, agrupadas en dos categorías principales:a ) Catabolismo. Rompimiento de moléculas grandes, por ejemplo, una proteí-

na en aminoácidos.b ) Anabolismo. La formación de una proteína, utilizando aminoácidos disponi-

bles en la célula.

HomeostasisLos organismos evolutivamente más complejos deben conservar un equilibrio in-terno para mantener su salud; este proceso es conocido como homeostasis. La homeostasis se mantiene con una serie de mecanismos de forma autónoma.

IrritabilidadEs la capacidad que tienen los organismos de responder ante los estímulos ex-ternos. Cualquier cambio químico o físico en el medio constituye un estímulo. Por ejemplo, los perros tienen el sentido del olfato muy desarrollado y, al oler la comida, estimulan la salivación.

ReproducciónLos organismos de la misma especie producen descendencia fértil para perpetuar su especie y heredar sus características. Algunos organismos pueden reproducirse de manera asexual o sexual, y otros más, de ambas formas.

CrecimientoEn alguna etapa de su vida todos los organismos crecen, es decir, aumentan de tamaño. Sin embargo, cuando alcanzan su máximo desarrollo, su hormona del crecimiento aún actúa, reparando tejidos y renovando células.

AdaptaciónSon las características favorables heredadas que permiten a un organismo estar mejor capacitado para sobrevivir en un ambiente determinado.

† Evidente fase de crecimiento en los seres humanos.

† Etapa reproductiva.

44

Biología básica I

Turritopsis nutriculaCarecen de cerebro, esqueleto, extremidades e incluso de corazón. Sin em-

bargo, desde hace cientos de millones de años pasean sus cuerpos ge-latinosos por todos los rincones del océano, cazando eficazmente a

sus presas gracias a sus “arpones” y a su movimiento rítmico y silen-cioso. Además, las medusas o aguasmalas son unos de los pocos animales que parecen beneficiarse del cambio climático.

La especie Turritopsis nutricula podría ser el único animal en el mundo que realmente ha descubierto la fuente de la eterna ju-ventud. Este hidrozoo, de forma acampanada y apenas medio cen-

tímetro de longitud, no muere tras alcanzar su estado adulto, sino que es capaz de regresar a su forma juvenil (pólipo) y repetir su ciclo

vital hasta alcanzar una segunda, tercera y hasta una cuarta madurez. Así hasta un número de veces potencialmente infinito, según los científicos. Los investigadores están estudiando a fondo su estructura para descubrir cómo es capaz de revertir su proceso de envejecimiento.

Fuente: www.muyinteresante.es

Actividad de aprendizaje 1 } En binas, analicen y discutan la siguiente pregunta: de ser posible, ¿cuál creen que sea el problema de la inmortalidad en las especies?

•¿En qué consiste la homeostasis?

} Con la información de la actividad de inicio y con la nueva información que poseen, construyan un concepto de “ser vivo” y de materia inerte. Escríbanlo.

} Elabora junto con tu compañero un organizador gráfico que contemple la información que hasta el momento han analizado.


45

La organización de los seres vivos está planteada en varios niveles que van desde los átomos y moléculas, hasta la biosfera. ¿Cuál crees que es la utilidad de esta clasificación?

Para explicar de manera sencilla y clara los niveles de organización de la materia hay que recordar el origen del universo. La teoría del Big Bang habla de una gran explosión que ocurrió hace 15 000 millones de años, aproximadamente; explica que existía una gran cantidad de materia condensada en un estado distinto al actual que, al estar sometida a diversas fuerzas y a muy altas temperaturas, provocó una gran explosión, originando la materia tal y como la conocemos actualmente.

El proceso por el cual los átomos ligeros originan otros más pesados se cono-ce como nucleosíntesis, y ocurre en el núcleo de las estrellas, por lo que algunos científicos afirman que “somos polvo estelar”. Los seres vivos están formados por átomos, al igual que la materia inanimada, y se rigen por las mismas leyes fun-damentales de la Física y la Química. Pero, ¿qué nos hace diferentes a la materia inerte? Quizá la respuesta está en la autoduplicación idéntica del ADN y de las macromoléculas proteicas sintetizadas por éste.

Todo ser vivo está formado por seis elementos, conocidos como biogené-sicos: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre; los cuales, al combinarse de diferente manera, dan lugar a las diversas expresiones de vida que existen en el planeta.

A continuación, se presentan brevemente los diferentes niveles de organiza-ción de la materia y la forma gradual acerca de cómo surgio la vida.

Nivel químicoComo recordarás de tu curso de Química, la materia está constituida por partícu-las elementales. En la siguiente página mencionaremos cuáles son.

Parasaber +

Materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio.

Niveles de organización de la materia

46

Biología básica I

•Nivel subatómico. Constituido por protones, neutrones y electrones, que forman los átomos.

•Átomo. Es una de las partículas más pequeñas de los elementos, que conser-van las propiedades de la materia. Por ejemplo: oxígeno (O).

•Molécula. Es la unión de dos o más átomos que pueden ser del mismo ele-mento, o bien, de diferentes. A la combinación de elementos se le conoce como compuesto, como el agua que está formada por dos átomos de hidró-geno y uno de oxígeno (H2O).

Nivel celular•Célula. La aparición de la primera célula fue de manera paulatina: se formó

a partir de compuestos inorgánicos, los cuales dieron lugar a los compuestos orgánicos sencillos y, posteriormente, a los compuestos complejos, como los carbohidratos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos de los que están constituidos los seres vivos. Existen organismos unicelulares sin núcleo, como las bacterias, o con núcleo, como algunos protozoarios.

Nivel tisular•Tejido. Es el conjunto de células del mismo tipo, con función específica. En

el ser humano existen cuatro tipos de tejidos principales: el nervioso, el mus-cular, el epitelial y el conjuntivo. Los huesos, la sangre y los cartílagos son ejemplos de este último.

Nivel orgánico•Órgano. Conjunto de tejidos que forma estructuras como los riñones, el pán-

creas, el corazón o el hígado.•Sistemas. Son los conjuntos de órganos con tejido del mismo tipo y con

funciones específicas e independientes. Por ejemplo, el aparato circulatorio conformado por la sangre, el corazón y los vasos sanguíneos.

•Aparatos. Son conjuntos de distintos órganos (coordinados) cuyo objetivo es cumplir una función biológica. Ejemplo: el aparato digestivo.

Nivel individual•Organismo pluricelular. Es el nivel de organización superior constituido por

células diferenciadas y con funciones específicas. Un árbol, un musgo, un elefante o un insecto son ejemplos de organismos pluricelulares.

Nivel ecológico•Especie. Un grupo de organismos muy parecidos que potencialmente se

entrecruzan.•Población. Es el conjunto de individuos de la misma especie que se repro-

ducen entre sí y tienen descendencia fértil. Por ejemplo: las poblaciones de osos polares, de lobos árticos o de hienas.

•Comunidad. Conjunto de poblaciones que interactúan en un lugar determinado.

† Átomo.

† Moléculas.

† Tejido vegetal.

Parasaber +

La madera, el vidrio y el hule son elementos, ya que conservan sus propiedades físicas y químicas.


47

•Ecosistema. Interacción de la comunidad con su medioambiente; el bosque templado, el desierto o la tundra, son ejemplos de ecosistemas. Sin embargo, un charco de agua también lo es, ya que contiene organismos unicelulares y pequeños pluricelulares que interactúan con su entorno.

•Biosfera. Incluye todos los organismos vivos y componentes inertes que cons-tituyen el planeta Tierra.

Actividad de aprendizaje 2 } Toda la materia está formada por elementos químicos. Si esta afirmación es cierta, discute ¿qué hace diferentes a los seres vivos del resto de la materia? Enlista esas diferencias.

} Las diferencias que enlistaste, ¿tienen que ver con la organización y comple-jidad de la materia? Discute con tus compañeros por qué.

} Elabora en el siguiente espacio un diagrama en forma de escalera con diversas imágenes, de manera que cada peldaño represente uno de los niveles de organización de la materia viva. En este deberás ejemplificar y relacionar a cada nivel con el campo de estudio de la Biología y otras disciplinas relacionadas.

† La biosfera com-prende la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera.

48

Biología básica I

} Utiliza la siguiente lista de cotejo para evaluar tu desempeño.

Habilidades y desempeñosNivel de logro

Sí (1 punto) No (0 puntos)

Aporta ideas sobre la relación entre los niveles de organización de la materia y el campo de estudio de la Biología y las otras disciplinas relacionadas.

Utiliza los conceptos y argu-mentos importantes con preci-sión para justificar los ejemplos utilizados.

Representa adecuadamente cada uno de los niveles de la materia viva.

Explica claramente la relación de los niveles de la materia viva con los campos de acción de las divi-siones de la Biología y disciplinas relacionadas.


49

La diversidad biológica está representada por las di-ferentes formas de vida que han existido a lo largo de la historia de la Tierra: las que vivieron en épocas pasadas y las especies actuales.

La biodiversidad es la variedad de los seres vivos que existen en todos los ecosistemas, tomando en cuenta su distribución geográfica, evolución y hábitos de vida. También se considera la cantidad de espe-cies y su variabilidad biológica.

Especie endémica es aquella que solo existe en una zona geográfica determinada. En México existe gran cantidad de especies endémicas, por lo que no es de extrañar que nuestro país ocupe los primeros lugares en biodiversidad a nivel mundial. Contamos con una inmensa variedad de especies endémicas. Debemos concientizarnos del valor tan grande que tienen los animales y las plantas que habitan nuestra nación. Cuidar y conservar la naturaleza es nuestro deber.

La pérdida de diversidad biológica significa perder la riqueza de genes, especies, poblaciones y ecosis-temas. El costo de no conservar de forma sustentable nuestras riquezas será la miseria y la extinción masiva de especies (extinción en masa).

Actividad de aprendizaje 3 } Lee el texto de la página siguiente y coméntalo en equipo. Después responde.

Diversidad de los seres vivos

† La biodiversidad no solo se puede apreciar en la tierra y en el aire sino también en los cuer-pos de agua de nuestro planeta.

50

Biología básica I

La biodiversidad en México

Por: Alejandro Toussaint

A nivel mundial México ocupa el segundo lugar en el número de reptiles, el tercero en mamíferos, el quinto en anfibios y plantas vasculares, y el octavo en aves, datos que aporta la Comisión Nacional para el Conoci-miento y Uso de la Biodiversidad (Conabio), institución que llena de orgullo a México por su trabajo loable y destacado en el estudio de la diversidad biológica.

Actualmente, el coordinador de esta institución y tam-bién fundador es el Dr. José Sarukhán Kérmez, quien durante los últimos 32 años se ha desarrollado como investigador: fundó y fue director del Instituto de Biología de la UNAM, rector de la Universidad Nacional Autóno-ma de México de 1989 al 1997; ha ganado varios premios, entre los que desta-

can el Premio de Investigación de la Academia Mexicana de Ciencias y el Premio Nacional de Ciencias en el Área

de Física, Matemáticas y Ciencias Naturales en 1990; asimismo, es miembro de la U.S. National Academy of Sciences y de la Royal Society of London, y ha recibido seis doctorados honoríficos en México y en otros países. En una reciente entrevista, reali-zada por Alejandro Toussaint, el doctor Sarukhán explica la importancia de la biodiversidad y la con-

servación de los ecosistemas.

A continuación te presentamos un fragmento:

¿Cuál es la importancia de la biodiversidad?

Dr. José Sarukhan: Lo más importante en el tema de la biodiversidad bioló-gica es la conservación de los ecosistemas, porque son los sistemas ecológi-cos donde están las especies y proveen a la gente −a nivel local, nacional y mundial− de lo que se conoce como los servicios ecosistémicos. Por ejemplo, la captura del dióxido de carbono que estamos produciendo en cantidades industriales con el consumo de combustibles fósiles. Las plantas capturan dió-xido de carbono, lo combinan con agua y producen oxígeno; ese es el inicio de la cadena trófica de la cual somos usuarios totalmente dependientes. El problema es que hemos dañado esos servicios debido al crecimiento econó-mico que hemos tenido.

Otro servicio que nos dan los ecosistemas es la captura del agua de lluvia. Podemos aprovechar el agua, únicamente, por el hecho de que hay ecosiste-mas que permiten que la precipitación pluvial se amortigüe, llegue al suelo, se filtre, abastezca a manantiales, ríos, lagos y la podamos usar. Con la pérdida de bosques, el agua baja en unas cuantas horas al mar, con torrentes fenomena-les, llevándose el suelo, casas y gente. Entonces, no es nada más la captación de agua para el uso humano, sino el mantenimiento y la fertilidad de suelos, en el lugar donde deben de estar y no en los lagos y presas que se azolvan, ni en el mar que recibe grandes cantidades de arrastre de suelo, con costos enormes.

Parasaber +

México ocupa el primer lugar mundial en cuanto al número de especies de reptiles (717), el cuarto lugar en anfibios (295), el segundo lugar en mamí-feros (500), el undécimo en aves (1 150) y posible-mente el cuarto lugar en angiospermas (plantas con flores), ya que se calcula que tiene 25 000 especies. Fuente: http://goo.gl/y6N5B6 (Consulta: 12 de mayo de 2015).


51

Cada suelo que se pierde en cuestión de horas −por la manera en que hemos destruido los ecosistemas− requiere de decenas o cientos de años para ser repuesto.

Los alimentos que recibimos también son bienes ecosis-témicos, lo mismo que la madera, los sistemas agrícolas, los polinizadores. Pero al acabar con los bosques, acabamos con los polinizadores y el rendimiento de los cultivos se vie-ne para abajo.

Por todo ello, es importante estar consciente de la pérdi-da de la diversidad biológica. Hoy en día lo tenemos docu-mentado, cada vez hay más información y mayor valoración del costo económico. Sin embargo, los países son muy lentos para reaccionar y están bajo la presión de muchos intereses económicos, políticos y sociales.

Lo importante es la protección de los ecosistemas enteros. Si los tenemos protegidos, automáticamente la diversidad dentro de ellos va estar protegida.

Fuente: http://www.dgcs.unam.mx/

Parasaber +

Además de ser una de las mayores del mundo, la biodiversidad de México cobra también impor-tancia mundial, ya que muchas de las plantas cul-tivadas por el ser humano son de origen mexicano.

•¿Por qué es importante la biodiversidad de México?

•¿Cuál es la importancia del cuidado que se debe tener con los ecosistemas?

52

Biología básica I


Actividad de cierre } Relaciona las columnas.

( ) Formado por una sola célula.

1. Conjunto de células del mismo origen que llevan a cabo una misma función, en general pueden tener la misma forma y estructura.

( ) Capacidad de los organismos de formar otros simila-res a ellos mismos.

2. Estructura formada por tejido del mismo tipo con una función específica.

( ) Tejido. 3. Bacteria.

( ) Población. 4. Conjunto de organismos de diferentes especies que comparten un mismo hábitat.

( ) C,H,O,N,P,S. 5. Reproducción.

( ) Átomo.6. Parte del planeta donde se encuentran los seres

vivos y los recursos que les permiten sobrevivir.

( ) Biosfera.7. Conjunto de organismos del mismo tipo que

pueden reproducirse entre sí y que habitan un mismo lugar.

( ) Comunidad. 8. Elementos químicos que forman parte de los sis-temas vivos.

( ) Órgano. 9. Partículas que forman parte de toda la materia.

} Elabora una definición de los seres vivos, lo más completa posible y en la que incluyas el concepto de nivel de organización y diversidad biológica.

} Resume la información de la definición anterior en un mapa conceptual que incluya todas las características de los seres vivos. Puedes inspirarte en el que te mostramos en la página siguiente.


53

Conector

Nodo concepto o idea principal

Se caracteriza por

y todos comparten

Los seres vivos

} Explica por qué es importante conocer y cuidar la biodiversidad.

} Visita un zoológico, un mariposario o un herbario. Descubre la información que en esos lugares puedes encontrar. Haz lo que se pide a continuación.•Elige algún ser vivo y lleva a cabo una investigación sobre él que

te permita identificar sus características. •Para elaborar tu reporte de investigación, describe dónde vive,

cómo varían los individuos de su especie entre sí, si vive de forma gregaria, o independientes o solitarios (cómo son sus poblaciones), con qué otros tipos de organismos interacciona (comunidad).

•Menciona si es una especie endémica, dónde está restringida o si es de amplia distribución, dónde se puede encontrar.

•Explica también si está en peligro de extinción o es abundante. Con esa información elabora un reporte e incluye imágenes que ilustren el texto.


} Recuerda avanzar en tu pro-yecto de investigación; aplica los conocimientos adquiridos en la unidad.

} Relaciona los contenidos de la asignatura de Química, pues guardan estrecha relación con lo que hasta el momento has estudiado.

} Para realizar tus indagaciones, reportes y escritos, relaciona tus conocimientos de Comu-nicación oral y escrita I, y La-boratorio de Cómputo I.

} Emplea tus notas y trabajos realizados en la unidad, así como el glosario. No olvides los pasos del método científico.

} También participa en las prác-ticas de laboratorio que en-contrarás más adelante.

} Resume los avances de tu tra-bajo de investigación llevando una bitácora. Te incluimos al-gunas preguntas que te ayu-darán a ese propósito. •¿Cuál es tu tema de trabajo?•¿Cuál es el planteamiento

del problema? •¿Ya sabes cuál es tu objeto

de estudio y los límites de tu investigación?

•¿Cuántas fuentes de informa-ción relacionadas con tu in-vestigación has consultado?

•¿Cuántos pasos del método científico has avanzado?

•¿Qué temas de la unidad I te servirán para desarrollar tu investigación?

•¿Qué temas de la Unidad II te ayudarán a desarrollar tu investigación?

•¿En qué otras materias te apoyas para resolver el pro-blema planteado?

54

Biología básica I

} Evalúa tus actividades con la siguiente rúbrica.

RÚBRICAProducto/

Evidencia REPORTE

Forma de evaluaciónHeteroevaluación Autoevaluación Coevaluación

Criterios

Valoración (indicadores) Logro

Cu

mp

le

En

des

arro

llo

No

cum

ple

Exce

len

te (

10)

Bu

eno

(8)

Sufi

cien

te (

6)

Insu

fici

ente

(5)

Exce

len

te (

9-1

0)

Bu

eno

(8-9

)

Sufi

cien

te (

6-8

)

Insu

fici

ente

(0

-5)

Organización

La informa-ción está

organizada, con párrafos bien redac-tados y con subtítulos.

La informa-ción está or-ganizada con párrafos bien redactados.

La infor-mación no presenta

subtítulos, está organi-

zada pero los párrafos no están bien

redactados.

La informa-ción propor-cionada no está organi-

zada.

Introducción

Plantea el tema, ar-

gumenta la relevancia de su indagación

y ofrece un panorama general de

lo que trata y de cómo está estructurado.


gumenta la relevancia de su indagación, pero no ofre-ce un pano-rama general de lo que se trata, ni de su

estructura.

Plantea el tema, sin

embargo no argumenta

su relevancia, ni ofrece un

panorama ge-neral, pero si su estructura.

No plantea el tema, no argumenta

su relevancia, sólo mencio-na el título

del tema y su estructura.


55

RÚBRICAProducto/

Evidencia REPORTE


Criterios


Cu

mp

le

En

des

arro

llo

No

cum

ple

Exce

len

te (

10)

Bu

eno

(8)

Sufi

cien

te (

6)

Insu

fici

ente

(5)

Exce

len

te (

9-1

0)

Bu

eno

(8-9

)

Sufi

cien

te (

6-8

)

Insu

fici

ente

(0-5

)

Ideas

Las ideas son claras, las

relaciona con la información de acuerdo a cada subtítu-lo, problema o pregunta planteada.

Las ideas se entiende pero la información

solo corres-ponde a algu-nos subtítulos,

pero dan respuesta a

los problemas o preguntas planteadas.

Las ideas son difíciles de entender o

están incom-pletas, pero atienden a

los subtítulo, problema

o pregunta planteada.

Las ideas no se entienden o muestran

poca coheren-cia entre las

mismas.

Diagramas e ilustraciones

Los diagramas e ilustraciones son ordena-dos, precisos y añaden al

entendimien-to del tema.

Los diagramas son precisos y añaden al

entendimien-to del tema.

Los diagramas e Ilustraciones son ordena-

dos y precisos y algunas ve-ces añaden al entendimien-to del tema.

Los diagramas e ilustracio-nes no son

precisos o no añaden al en-tendimiento

del tema.

Conclusiones

Las conclu-siones dan muestra de apropiación

del tema, son elaboradas de forma

personal y son congruentes con el tema abordado.

Las conclu-siones dan muestra de estudio del tema, son

elaboradas de forma perso-nal pero son poco con-

gruentes con el tema.

Las conclusio-nes muestran claramente el estudio del

tema pero es difícil para el lector identifi-car la opinión personal del

autor.

No existen conclusiones en el texto o este apartado se confunde con el resto

del tema abordado.

56

Biología básica I

RÚBRICAProducto/

Evidencia REPORTE


Criterios


Cu

mp

le

En

des

arro

llo

No

cum

ple

Exce

len

te (

10)

Bu

eno

(8)

Sufi

cien

te (

6)

Insu

fici

ente

(5)

Exce

len

te (

9-1

0)

Bu

eno

(8-9

)

Sufi

cien

te (

6-8

)

Insu

fici

ente

(0-5

)

Fuentes/bi-bliografía

Utilizó más de 2 o más fuentes de información y las gráficas están docu-mentadas y las cita en el

trabajo.

Utilizó más de 2 o más fuentes de información y las gráficas están docu-mentadas,

pero no todas las cita en el

trabajo.

Utiliza sólo una fuente de información y está docu-mentada y

citadas correctamente.

Utiliza algunas fuentes de información y gráficas no están docu-mentadas.

Retroalimentación Calificación

Acreditación

Acreditado No acreditado


Puntuación Nivel de desempeño

1 a 9 puntos Deficiente*Puntuación obtenida






57


La célula es la unidad fundamental de los seres vivos. Existen organismos unice-lulares como las amibas o las bacterias, y los pluricelulares, formados por tejidos como las plantas y los animales. No obstante, cada célula está limitada y protegi-da por una membrana celular y tiene su propio material genético y metabolismo (el cual le permite cumplir con las funciones vitales y reproducirse). Reflexiona estas preguntas.

1. ¿De qué está hecha una célula?2. ¿Que tipo de sustancias deben intervenir en sus procesos para mantenerla viva? 3. ¿Qué le sucede al resto de un organismo si sus células no se alimentan

correctamente?

Actividad de Inicio } En una tabla periódica, busca todos los elementos que reconozcas que for-man parte de la vida.

a ) ¿Cuáles son las características químicas de los elementos que forman parte de los organismos vivos?

b ) ¿En qué grupo (s) están? c ) ¿Cuáles son los periodos que contienen mayor número de elementos que

conforman la vida?d ) ¿Qué es una biomolécula?

} Investiga en fuentes confiables ¿cuáles son los componentes inorgánicos y orgánicos presentes en la célula? Anótalo.

TIC

Para resolver las activida-des, consulta esta tabla periódica: http://goo.gl/iD3Urj

Composición de los seres vivos

58

Biología básica I


Elementos biogenésicosLa Química estudia la composición de la materia y los cambios que esta sufre.

La materia es aquello que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa. Se encuentra en estado sólido, líquido o gaseoso.

Los biogenésicos son los elementos químicos que constituyen la materia viva, a saber: el carbono (C), el hidrógeno (H), el oxígeno (O), el nitrógeno (N), el fós-foro (P) y el azufre (S). Están presentes en 99% del peso seco de los organismos. El 1% restante se compone de los minerales esenciales para que los organismos efectúen sus funciones vitales, entre los más importantes está el calcio (Ca), el potasio (K), el hierro (Fe), el cloro (Cl), el sodio (Na), el yodo (I) y el magnesio (Mg).

Al unirse entre sí, los elementos forman compuestos que son de dos tipos: inorgánicos u orgánicos.

Los compuestos inorgánicos indispensables para la vida son el agua, los ga-ses, como el oxígeno para los organismos aeróbicos y el dióxido de carbono para otros organismos; y los minerales, que se presentan en forma de elementos o de sales. En los procesos de fotosíntesis y respiración, se estudiará más sobre el oxígeno y el dióxido de carbono, así como su importancia para los organismos.

Actividad de aprendizaje 4 } De manera individual, investiga en diversas fuentes la función específica de cada uno de los bioelementos, así como el papel de estos en el manteni-miento de la homeostasis y las funciones celulares y corporales.

} Organizados en corrillos de cinco personas cotejen la información recabada y elaboren un cuadro sinóptico ilustrado, donde se integren los bioelemen-tos, resaltando la importancia de estos para conservar la vida.

} Elaboren un juego de memoria (cartas) en las que integren las características, funciones e importancia de cada uno de los bioelementos para los seres vivos.

Moléculas Inorgánicas: Sales minerales: iones y gases inorgánicos

Sales minerales Los minerales que se necesitan en mayor cantidad en ciertas funciones fisioló-gicas reciben el nombre de macrominerales; sin embargo, los nutriólogos los suelen llamar ultraoligoelementos, por ejemplo, el calcio, el potasio, el sodio y el fósforo. Por otro lado, aquellos que se necesitan en pequeñas cantidades son

Parasaber +

La cantidad de minera-les que los organismos tienen depende de la especie, la edad, la cons-titución física y el sexo. Sin embargo, se sabe que el elemento más abun-dante en los organismos es el oxígeno, después el carbono, el hidrógeno, el nitrógeno, el fósforo y por último el azufre.


59

denominados microminerales u oligoelementos, como el hierro, el cinc, el cobre, el selenio y el manganeso.

Los macrominerales se encuentran en los alimentos y en el organismo princi-palmente en estado iónico. Los iones positivos son llamados cationes, mientras que los negativos se denominan aniones.

Ejemplo de sales son, entre otras: Na+, Cl− y Ca2+. Además, forman parte de

compuestos orgánicos; por ejemplo, el hierro forma parte de la hemoglobina, proteína que transporta oxígeno, así como de las metaloproteínas. Otro mineral que se presenta en forma iónica es el fósforo, el cual está en forma de H2PO4

− y de HPO4

−, que se absorben de manera inorgánica, y el fosfato ligado orgánica-mente, que es hidrolizado en el intestino y liberado como fósforo inorgánico.

La biodisponibilidad es un término que los nutriólogos utilizan para describir el estado químico de los minerales en el intestino, ya que casi todos se absorben en forma iónica, con excepción del hierro. Existen algunos factores que impiden la absorción de ciertos minerales, pero este tema debe tratarse por separado.

Mineral La función que realizaSu carencia

puede ocasionar

Alimentos en los que

se encuentra

Calcio

Permite el fortalecimiento de huesos y dientes, la contrac-ción muscular y la transmi-sión de impulsos nerviosos.

Osteoporosis, fallas en la contracción muscular y en la transmisión de impulsos nerviosos, raquitismo y he-morragias frecuentes.

Productos lácteos, huevos, pescado.

Fósforo

Ayuda a la formación de hue-sos, dientes, fosfolípidos, ATP y ácidos nucleicos.

Debilidad en huesos, dien-tes y cuerpo, fatiga mental e impotencia sexual.

Productos lácteos, car-nes, cereales, pescados y mariscos.

Potasio

Ayuda a controlar los impul-sos nerviosos y musculares, a la regulación de los lati-dos del corazón y al man-tenimiento del balance de fluidos.

Fallas en la transmisión de los impulsos nerviosos y en el balance de fluidos.

Cereales, papas, legumino-sas, jitomate y plátano.

HierroFormación de la hemoglobi-na en los glóbulos rojos de la sangre y respiración celular.

Anemia y debilidad. Hígado, huevos, nueces, legumbres, pasas, cereales.

Yodo Formación de tiroxina, la cual regula el metabolismo. Bocio. Sal yodada, pescados, ca-

marones, brócoli.

MagnesioCofactor en muchas reac-ciones del metabolismo y respiración celular.

Falta de apetito, irritabilidad, cansancio y convulsiones.

Vegetales verdes, legumi-nosas, maíz, cacahuate, carne, leche, ciruelas.

Sodio

Regulación del balance de fluidos, mantenimiento del balance iónico, transmisión de impulsos nerviosos.

Fallas en la transmisión del impulso nervioso y en el balance de fluidos.

Sal de mesa, productos del mar y la mayoría de los alimentos.

60

Biología básica I

Mineral La función que realizaSu carencia

puede ocasionar

Alimentos en los que

se encuentra

CloroBalance de fluidos y balance ácido-base, síntesis de ácido clorhídrico en el estómago.

Fallas como activador enzimático.

Sal de mesa y la mayoría de los alimentos.

FlúorEvita las caries, ya que fortalece el esmalte de los dientes.

Aparición de caries. Agua fluorada y en algunas frutas y verduras.

Cinc Síntesis de insulina y forma parte de algunas enzimas.

Lesiones cutáneas, dismi-nución del gusto, defectos inmunitarios.

Leguminosas, hígado, lentejas, espinacas.

Agua: propiedades físicas, químicas e importan-cia biológicaEl agua es el componente inorgánico indispensable para la vida; constituye la sustancia más importante para el desarrollo y sostén de la vida en el planeta. Los procesos vitales no son posibles sin esta; 75% de la superficie terrestre está cubierta por agua, en tanto que los seres vivos están constituidos en 75 a 90% de este líquido.

Para comprender porque el agua es esencial, hay que conocer su estructura molecular.

El agua es una molécula sencilla formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.

El oxígeno comparte un par de electrones con cada hidrógeno por enlace covalente. La molécula de agua, en su conjunto, posee carga neutra y tiene igual número de electrones y de protones. Sin embargo, es una molécula po-lar, debido a que el oxígeno ejerce una atracción mayor sobre los electrones que comparte con los átomos de hidrógeno mediante el enlace covalente.

En consecuencia, mientras que la región que se encuentra cerca de cada núcleo de hidrógeno es una zona positiva cargada débilmente, la del áto-mo de oxígeno donde se encuentran los cuatro electrones “libres” (del lado opuesto) forma dos órbitas cargadas débilmente negativas. Como resultado de estas zonas “positivas” y “negativas”, cada molécula del agua puede for-mar puentes de hidrógeno con otras moléculas de agua. Las consecuencias del puente de hidrógeno son la tensión superficial, la cohesión, la capilaridad y la absorción. Esta polaridad y esta estructura dan lugar a las propiedades únicas del agua.

La polaridad de la molécula del agua se debe a su arreglo espacial que pre-senta una geometría tetraédrica irregular, y por la naturaleza de sus átomos: el hidrógeno es el átomo más ligero y el oxígeno tiene una alta electronegativi-dad, es decir, una gran capacidad para atraer electrones. Los electrones del áto-mo de hidrógeno se unen al átomo de oxígeno mediante enlaces covalentes, lo

† El agua es funda-mental pata los seres vivos porque les permite llevar a cabo procesos celulares y reacciones químicas.


61

que provoca una carga ligeramente positiva en un extremo del hidrógeno, y una negativa en el otro; aunque no es totalmente opuesta, ya que forma un ángulo de 104.45º debido a la hibridación sp3 del átomo de oxígeno.

De este modo, los tres átomos forman una molécula angular, y a pesar de que la molécula de agua tiene igual número de protones y electrones, se com-porta como un dipolo, por la diferencia de cargas; en consecuencia las molé-culas de agua (dipolo-dipolo) tienen interacciones entre ellas, formando puen-tes de hidrógeno entre la parte parcialmente negativa del átomo de oxígeno y la parte parcialmente positiva de otras moléculas adyacentes, confiriéndole la característica polar de la molécula del agua, que le da propiedades únicas tales como: su poder disolvente, su elevado calor específico, su viscosidad, entre otras, que son de gran importancia para la vida en nuestro planeta.

Las moléculas de agua se encuentran unidas entre sí por fuerzas intermolecu-lares llamadas puentes de hidrógeno.

En procesos prolongados de sequía, hay organismos que no tienen más alter-nativa que desarrollar adaptaciones para conservar el agua. Un ejemplo son las cactáceas, plantas que han desarrollado magníficas adaptaciones fisiológicas y morfológicas para sobrevivir a la sequía prolongada.

Entre las adaptaciones más asombrosas para conservar el agua, están la trans-formación de las hojas en espinas, el engrosamiento de la cutícula, el desarrollo de sus parénquimas para almacenamiento, la reducción de la superficie de trans-piración, la disposición hundida de estomas y la capacidad de absorción rápida del agua por las raíces.

Molécula del agua

δ+

δ+δ—

δ—

H

H

O

104.5°

Puente de hidrógeno0.177 nm

Enlace covalente0.0965 nm

Parasaber +

Algunos aspectos adver-sos de la deshidratación son:Sed intensa, pérdida de apetito, disminución en el volumen sanguíneo, ojos hundidos, desvaneci-miento, debilidad, espas-mos musculares, delirio, insomnio, entre otros.

62

Biología básica I

Actividad de aprendizaje 5

El agua mineral se obtiene de fuentes subterráneas de agua, por lo que contiene minerales disueltos en ella.

} Lleva a tu clase una botella de agua mineral y otra de agua purificada. } Organizados en equipos, analicen qué minerales contiene cada una y en qué cantidad.

} Elaboren un reporte en el que comparen los alcances de la función del agua mineral y el agua purificada en los procesos que desarrollan en los seres vivos.

Actividad de aprendizaje 6 } Investiga las propiedades químicas y físicas del agua.

Propiedades químicas Propiedades físicas

} En tu libreta, elabora un reporte de las diferentes funciones que el agua desempeña en los organismos.

Conceptos a evaluar Sí No

Participación en el trabajo colaborativo.

Información relevante en el mapa conceptual.

Características formales del reporte.

Habilidades para relacionar las propiedades del agua con sus funciones.


63

A continuación encontrarás la rúbrica para evaluar el reporte que deberás entregar a tu docente.

RÚBRICAProducto/

Evidencia REPORTE


Criterios


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mp

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des

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(5)

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0)

Bu

eno

(8-9

)

Sufi

cien

te (

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)

Insu

fici

ente

(0-5

)

Organización







redactados.

La información proporcionada

no está organizada.

Introducción







estructura.




panorama ge-neral, pero sí su estructura.




64

Biología básica I

RÚBRICAProducto/

Evidencia REPORTE


Criterios


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)

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(0-5

)

Ideas



Las ideas se entienden

pero la infor-mación sólo

corresponde a algunos subtí-tulos, pero dan

respuesta a los problemas o preguntas planteadas.


están incom-pletas, pero atienden al subtítulo, problema

o pregunta planteada.


poca coheren-cia entre ellas.


Los diagramas e ilustraciones son ordena-dos, precisos y añaden en-

tendimiento al tema.

Los diagramas son precisos y añaden en-

tendimiento al tema.


dos y precisos y algunas

veces añaden entendimien-

to al tema.

Los diagramas e ilustracio-nes no son precisos o

no añaden en-tendimiento al

tema.

Conclusiones









autor.


del tema abordado.


65

RÚBRICAProducto/

Evidencia REPORTE


Criterios


Cu

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En

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(5)

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(8-9

)

Sufi

cien

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6-8

)

Insu

fici

ente

(0-5

)

Fuentes/ bibliografía

Utilizó más de 2 o más

fuentes de in-formación las gráficas están documenta-das y las cita en el trabajo.



trabajo.

Utiliza solo una fuente de informa-ción y está

documentada y citadas co-rrectamente.

Utiliza algunas fuentes de

información y las gráficas no están docu-mentadas.


Acreditación



PuntuaciónNivel de

desempeño






66

Biología básica I

Biomoléculas Carbohidratos

Son compuestos orgánicos esenciales para los organismos animales; proporcionan cuatro calorías por gramo.

Los carbohidratos son macromoléculas orgánicas formadas por C, H y O, uti-lizadas como combustible por todo ser vivo, es decir, nos aportan energía para poder realizar nuestras funciones vitales.

Son compuestos abundantes en la naturaleza, los más comunes son: azúcares, almidones y celulosa.

Los organismos autótrofos fotosintéticos que utilizan la luz del Sol tienen la capacidad de transformar la energía solar en energía química, por medio del pro-ceso llamado fotosíntesis (que se verá más adelante). Otra función de los carbo-hidratos es formar estructuras celulares. Conocidos también como hidratos de

carbono, glúcidos o azúcares, los carbohidratos se encuentran en diversos alimentos, principalmente en vegetales, leche, cereales y sus derivados (pan de tri-go o maíz, tostadas, pozole, sopas de pasta, tortillas, atole y tamales), así como en la caña de azúcar, entre otros. Los carbohidratos se clasifican en:a ) Monosacáridos. Son los azúcares más simples,

su fórmula general es (CH2O)n. Se diferencian por su número de carbonos (triosas, pentosas o hexosas) o por su grupo funcional (aldehí-dos o cetonas). Los monosacáridos principales para nuestro organismo son: ribosa, desoxirri-bosa, galactosa, fructuosa y glucosa. Ésta úl-tima es el monosacárido más importante para nosotros, pues se trata de nuestro combusti-ble, que se convierte en otra molécula llamada ATP, la cual funciona como moneda energéti-ca. La glucosa, producto de la fotosíntesis, es un azúcar de seis carbonos con grupo funcio-nal aldehído. En una solución acuosa, se pue-de formar de dos maneras:

α-glucosa. Hexosa con un grupo hidroxilo unido al carbono 1 en la forma alfa (hidroxilo por debajo del anillo).

β-glucosa. Hexosa con un grupo OH (hidroxi-lo por encima del anillo).

En otras palabras, si hablamos de glucosa alfa, nos referimos a los cereales y sus deriva-dos; y si hablamos de glucosa beta, aludimos a la madera, al algodón o a otras fibras. De esta manera, un rayo de Sol se transforma en tortilla, pan, etcétera, si es que hablamos de

CH2OH

HH

H

H

O

OH

OH

OH

H

O

O

OH

CH2OH

HOH

H

HCH2OH

Fructosa

GlucosaSacarosa


67

α-glucosa; o en madera o algodón, si es glu-cosa beta, y lo único que cambia es la posición de un grupo hidroxilo.

CH2OH

CH O H

C

CC

HC H

H OH

OH OH

OH

α-glucosa

CH2OH

CH

OHH

C

OOH

OH

H C

CC

H

HOH

β-glucosa

Monosacáridos

b ) Disacáridos. Son la unión de dos monosacáridos por el enlace llamado glucosídico. Los más im-portantes son: •Sacarosa o azúcar de caña. Está formada por

glucosa y fructosa.•Maltosa o azúcar de malta. Está formada por

la unión de dos glucosas.•Lactosa o azúcar de la leche. Está formada de

glucosa más galactosa.

c ) Polisacáridos. Se forman con la unión de más de diez monosacáridos. •Si están constituidos por monosacáridos

iguales integran homopolisacáridos.•Si están constituidos por monosacáridos dife-

rentes, heteropolisacáridos. Los que nos interesan biológicamente son los homopolisacáridos, que se clasifican en:•De almacenamiento. Están constituidos por α-glucosa. Se encuentran, por ejemplo, en el cereal que desayunamos, en forma de al-midón. Estos monómeros viajan al torrente sanguíneo a través de las paredes de los in-testinos para aportarnos energía. Cuando la glucosa se degrada, nos aporta el ATP que utilizamos para realizar nuestras funciones vi-tales. Si nos sobra glucosa, el páncreas pro-duce insulina para reducir su nivel en la san-gre, y se guarda en forma de glucógeno en el hígado. El almidón es la principal reserva alimenticia de las plantas (se almacena en las

† La glucogénesis es la ruta anabólica por la que tiene lugar la síntesis de glucógeno (también llama-do glicógeno) a partir de un precursor más simple, la glucosa-6-fosfato. Se lleva a cabo principalmente en el hígado, y en menor medida en el músculo.

CH2OH

O

O

O

OH

HO CH2

OH

OH

OH

OH

OH OH

OH

HO

CH2OH

CH2OH CH2

O

O O

O

O

O

O

O

O O

OHHO

O

H

OH

H

O

OHHO

O

H

OH

H

O

OHHO

O

H

OH

H

O

OHHO

O

H

OH

H

O

Almidón

CH2OH

O

O

O

OH

HO CH2

OH

OH

OH

OH

OH OH

OH

HO

CH2OH

CH2OH CH2

O

O O

O

O

O

O

O

O O

OHHO

O

H

OH

H

O

OHHO

O

H

OH

H

O

OHHO

O

H

OH

H

O

OHHO

O

H

OH

H

O

Glucógeno

El hígado almacena la glucosa en forma de glucógeno

Glucogénesis Glucogenolisis

Glucosa

raíces) y, el glucógeno, de los animales (se almacena en el hígado y en los músculos). Si necesitamos de esa reserva, el páncreas produce otra hor-mona llamada glucagón, con el fin de que el glucógeno sea degradado y utilizado en forma de glucosa para formar ATP (moneda energética).

68

Biología básica I

•Estructurales. La celulosa es el polisacárido estructural más abundante: forma parte de la pared celular de todas las células vegetales. Está cons-tituida de glucosas tipo beta. Para nosotros, los humanos, la celulosa no es alimento, ya que no tenemos la enzima que degrada enlaces beta. Sin embargo, para algunos mamíferos como los rumiantes, las termitas y las cucarachas, la celulosa es su principal fuente de alimento, toda vez que poseen microorganismos que producen tal enzima. La quitina es otro polisacárido estructural que forma parte de los exoesqueletos de algunos artrópodos, así como de la pared celular de ciertos hongos.

† La madera tiene aproximadamente 50% de celulo-sa y, el algodón, más del 90%.

CH2OH

HH

H

H

O

OH

OH

O

H

CH2OH

HH

H

H

O

OH

OHH

O

CH2OH

HH

H

H

O

OH

OHH

O

CH2OH

HH

H

H

O

OH

OHH

O

CH2OH

HH

H

H

O

OH

OHH

O

CH3

O

O

OH

CH2OH

NH

O

O

CH2OH

O

OH

NH

O

CH3

O

Celulosa

Quitina

Actividad de aprendizaje 7 } Investiga sobre la variedad de dietas que tienen como base los carbohidra-tos, en distintas culturas indígenas, regiones o países del mundo y recupera esta información en un reporte, anexa imágenes.


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)

Organización







redactados.



Introducción







estructura.








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Biología básica I

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)

Insu

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ente

(0-5

)

Ideas




sólo corres-ponde a algu-nos subtítulos,




están incom-pletas, pero atienden a

los subtítulos, problemas

o preguntas planteadas.



mismas.


Los diagramas e ilustraciones son ordena-dos, precisos y se añaden al entendimien-to del tema.

Los diagramas son precisos y se añaden al entendimien-to del tema.



veces se aña-den al enten-dimiento del

tema.


precisos o no se añaden al entendimien-to del tema.

Conclusiones









autor.


del tema abordado.


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RÚBRICAProducto/

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Criterios


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cien

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)

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ente

(0-5

)

Fuentes/bi-bliografía

Utilizó más de 2 o más fuentes de información y las gráficas están docu-mentadas y las cita en el

trabajo.



trabajo.

Utiliza sólo una fuente de información y está docu-mentada y

citadas correctamente.




Acreditación



PuntuaciónNivel de

desempeño






72

Biología básica I

LípidosSon compuestos orgánicos insolubles en agua, pero solubles en solventes orgáni-cos como el cloroformo y el éter. Nos proporcionan nueve calorías por gramo. Son altamente energéticos y se almacenan en el tejido adiposo. Las plantas también almacenan su energía en forma de aceite en las semillas o frutos.

Los lípidos son moléculas orgánicas compuestas por C, H y, en menor propor-ción, por O, aunque pueden contener también P. Sirven como reserva energética y forman parte de estructuras celulares.

Los fosfolípidos están presentes en todas las membranas celulares. Por ejem-plo: en la grasa que cubre el cuerpo de los mamíferos que viven en lugares muy fríos, como la foca, el oso polar, y que les sirve de protección y como aislante, además de reserva energética.

Los lípidos se clasifican en:a ) Lípidos simples. Son también conocidos como grasas neutras o triglicéridos.

Están constituidos químicamente por una molécula de glicerol y tres ácidos grasos unidos por enlaces llamados ésteres.

Cada ácido graso tiene una cadena de hasta 36 átomos de carbono con un grupo carboxilo en un extremo. Los ácidos grasos saturados tienen enlaces sim-ples, a diferencia de los ácidos grasos no saturados, que pueden tener uno o más enlaces dobles. La mantequilla, el tocino y los aceites vegetales son ejemplos de grasas neutras.

CH2

CH2

CH

OH

OH

OH

Glicerol

Ácido grasosaturado

C C C C C CH OOH

H H H H H H

H H H H H H

C C C C C CH OOH

H H H H

H H H H H H

C C C C C CH

H H H

H H H H H H

C

H

C

H

H

OOH

Ácido grasomonoinsaturado

Ácido grasopoliinsaturado

b ) Lípidos compuestos. Tienen una molécula de glicerol, dos ácidos grasos y, en el tercer carbono del glicerol, pueden tener un grupo fosfato y for-mar un fosfolípido, o un azúcar y formar un glu-colípido. El extremo donde se ubica el fosfolípi-do o el glucolípido es soluble en agua o polar: es la parte hidrofílica; la otra parte, que contiene los ácidos grasos, es hidrofóbica o no polar. Las membranas celulares están constituidas por una doble capa de fosfolípidos.

CH3

HO

H3C

H3C

CH CH2 CH2 CH2 CH CH3

CH3

Colesterol

Fosfolípido

CH2 O C R1

O C R2

O P OCH2

CH

O

O

O

OR3

(—)

† Algunos frutos y semillas son ricos en aceites vegetales.


73

b ) Lípidos compuestos. Tienen una molécula de glicerol, dos ácidos grasos y, en el tercer carbono del glicerol, pueden tener un grupo fosfato y for-mar un fosfolípido, o un azúcar y formar un glu-colípido. El extremo donde se ubica el fosfolípi-do o el glucolípido es soluble en agua o polar: es la parte hidrofílica; la otra parte, que contiene los ácidos grasos, es hidrofóbica o no polar. Las membranas celulares están constituidas por una doble capa de fosfolípidos.

CH3

HO

H3C

H3C

CH CH2 CH2 CH2 CH CH3

CH3

Colesterol

Fosfolípido

CH2 O C R1

O C R2

O P OCH2

CH

O

O

O

OR3

(—)

c ) Lípidos asociados. Son diferentes estructuralmente a los otros lípidos e in-solubles en agua. Un ejemplo de estos son los esteroides, el colesterol, la testosterona, la progesterona y las hormonas de la corteza adrenal. Tienen una estructura de cuatro anillos de carbono. El colesterol es secretado por el hígado porque forma parte de la bilis. Las hormonas sexuales y las de las glándulas adrenales se forman a partir del colesterol, que también integra las membranas celulares de los animales. Sin embargo, niveles altos de coleste-rol pueden ser fatales, ya que obstruyen las paredes de los vasos sanguíneos, causando arteriosclerosis.

d ) Ceras. Son lípidos con ácidos grasos unidos a alcoholes de cadena larga. Están presentes en la cutícula de las hojas, en las plumas de las aves y en las ceras que producen las abejas.

ProteínasSon compuestos orgánicos que constituyen del 50 al 70% de los organismos. Nos proporcionan cuatro calorías por gramo.

Las proteínas son macromoléculas constituidas por unidades llamadas ami-noácidos, los cuales se encuentran unidos por enlaces peptídicos. Los aminoáci-dos contienen un grupo amino (−NH2) y un grupo carboxilo (−COOH).

Las diferentes proteínas están constituidas por veinte aminoácidos naturales, que reciben el nombre de esenciales. Entre estos aminoácidos que no pueden sin-tetizarse en nuestro organismo y que obtenemos de los alimentos de origen animal y de plantas como leguminosas, se encuentran: lisina, fenilalanina, valina, arginina, isoleucina, metionina, triptófano, treonina, histidina y leucina.

La unión de dos aminoácidos forma un dipéptido; la de cinco, un pentapépti-do; y si la cadena contiene entre seis y cincuenta aminoácidos, estamos hablando de un polipéptido. Más de cien ya forman una proteína.

Existe una gran diversidad de proteínas formadas por la combinación de los aminoácidos, así como son diversas y numerosas las palabras que se forman a partir de la combinación de las letras del abecedario. ¡Imagínate cuántas diferen-tes proteínas se forman con la combinación de veinte aminoácidos!

Aminoácidos con grupos laterales hidrofóbicos

+H3N

H3C

COO–

C

CHCH3

+H3N C

CH2

CHH3C CH3

COO–

H H

COO–

+H3N C H

CH2

CH3

CH CH3

COO–

+H3N C H

CH2

CH2

S

CH3

COO–

+H3N C H

CH2

+H3N C

CH2

C

COO–

H

H2N O

+H3N C

CH2

COO–

H

CH2

COO-

+H3N C

CH2

COO–

H

CH2

CH2N O

+H3N C

CH

COO–

H

CH+

NCH

NH

HC

CH2

+H3N C

COO–

H

CH2

CH2

CH2

NH3+

CH2

+H3N C

COO–

H

CH2

CH2

NH2+

NH

NH2

C

+H3N C

CH2

COO–

H

COO–

+H3N C

H

COO–

H +H3N C

CH3

COO–

H +H3N C

COO–

H

C OHH

H

+H3N C

COO–

H

C OHH

CH3

CH2

+H3N C

COO–

H

CH2

+H3N C

COO–

H

C

HCNH

+H3N C

COO–

H

CH2

SH

+H2N C

COO–

H

H2C CH2CH2

OH

Valina(val)

Leucina(leu)

Isoleucina(ile)

Metionina(met)

Fenilalanina(phe)

Aminoácidos con grupos laterales hidrofílicos

Asparagina(asn) Glutámico

(glu) Glutamina(gln)

Histidina(his) Lisina

(lys) Arginina(arg)

Aspártico(asp)

Glicina(gly)

Alanina(ala) Serina

(ser)Treonina

(thr)

Con características intermedias

Tirosina(tyr)

Triptófano(trp)

Cisteína(cys)

Prolina(pro)

Glicina

74

Biología básica I


+H3N

H3C

COO–

C

CHCH3

+H3N C

CH2

CHH3C CH3

COO–

H H

COO–

+H3N C H

CH2

CH3

CH CH3

COO–

+H3N C H

CH2

CH2

S

CH3

COO–

+H3N C H

CH2

+H3N C

CH2

C

COO–

H

H2N O

+H3N C

CH2

COO–

H

CH2

COO-

+H3N C

CH2

COO–

H

CH2

CH2N O

+H3N C

CH

COO–

H

CH+

NCH

NH

HC

CH2

+H3N C

COO–

H

CH2

CH2

CH2

NH3+

CH2

+H3N C

COO–

H

CH2

CH2

NH2+

NH

NH2

C

+H3N C

CH2

COO–

H

COO–

+H3N C

H

COO–

H +H3N C

CH3

COO–

H +H3N C

COO–

H

C OHH

H

+H3N C

COO–

H

C OHH

CH3

CH2

+H3N C

COO–

H

CH2

+H3N C

COO–

H

C

HCNH

+H3N C

COO–

H

CH2

SH

+H2N C

COO–

H

H2C CH2CH2

OH

Valina(val)

Leucina(leu)

Isoleucina(ile)

Metionina(met)

Fenilalanina(phe)





(lys) Arginina(arg)

Aspártico(asp)

Glicina(gly)

Alanina(ala) Serina

(ser)Treonina

(thr)


Tirosina(tyr)

Triptófano(trp)

Cisteína(cys)

Prolina(pro)

Los veinte aminoácidos que conforman a las proteínas son:


+H3N

H3C

COO–

C

CHCH3

+H3N C

CH2

CHH3C CH3

COO–

H H

COO–

+H3N C H

CH2

CH3

CH CH3

COO–

+H3N C H

CH2

CH2

S

CH3

COO–

+H3N C H

CH2

+H3N C

CH2

C

COO–

H

H2N O

+H3N C

CH2

COO–

H

CH2

COO-

+H3N C

CH2

COO–

H

CH2

CH2N O

+H3N C

CH

COO–

H

CH+

NCH

NH

HC

CH2

+H3N C

COO–

H

CH2

CH2

CH2

NH3+

CH2

+H3N C

COO–

H

CH2

CH2

NH2+

NH

NH2

C

+H3N C

CH2

COO–

H

COO–

+H3N C

H

COO–

H +H3N C

CH3

COO–

H +H3N C

COO–

H

C OHH

H

+H3N C

COO–

H

C OHH

CH3

CH2

+H3N C

COO–

H

CH2

+H3N C

COO–

H

C

HCNH

+H3N C

COO–

H

CH2

SH

+H2N C

COO–

H

H2C CH2CH2

OH

Valina(val)

Leucina(leu)

Isoleucina(ile)

Metionina(met)

Fenilalanina(phe)





(lys) Arginina(arg)

Aspártico(asp)

Glicina(gly)

Alanina(ala) Serina

(ser)Treonina

(thr)


Tirosina(tyr)

Triptófano(trp)

Cisteína(cys)

Prolina(pro)


75

Las proteínas se clasifican de varias maneras. En este libro estudiaremos las proteínas de acuerdo con su función, su forma y su arreglo espacial.

Por su forma, las proteínas pueden ser:a ) Fibrosas. Se encuentran empaquetadas en fi-

brillas, como el colágeno, la elastina, la seda y la queratina, por nombrar algunas. El colágeno es el constituyente principal de ligamentos, ten-dones, huesos, cartílagos y piel. Por su parte, la queratina está presente en los cuernos de los ri-nocerontes, así como en uñas, escamas y plumas; mientras que la elastina forma parte del pelo.

b ) Globulares. Son proteínas enrolladas, como las enzimas y los anticuerpos.

Por su estructura o arreglo espacial, las proteínas pueden ser:•Primarias. Forman cadenas simples con enla-

ces peptídicos, es la secuencia de aminoáci-dos que forma a cada proteína.

•Secundarias. Tienen forma de doble hélice y contienen enlaces de puente de hidrógeno, como la queratina.

•Terciarias. Tienen plegamientos y formas tri-dimensionales, como algunas enzimas.

•Cuaternarias. Están formadas por más de dos cadenas polipéptidas y con más interac-ciones entre ellas, como la insulina.

•Por su función:•Estructurales. Son aquellas que, como su

nombre lo indica, forman estructuras, ya sean duras, como los cuernos de los rinocerontes y las uñas, o blandas, como el pelo. Como ejemplos, tenemos la queratina, la elastina, el colágeno, la seda, entre otros.

•Contráctiles. Forman parte de los músculos, como la miosina y la actina. Intervienen en la contracción y en la relajación muscular.

•Hormonales. Intervienen en la regulación de procesos. Algunos ejemplos de ellas son la insulina y el glucagón, que se encargan de re-gular los niveles de azúcar en la sangre.

•De transporte. Transportan moléculas espe-cíficas. Un ejemplo es la hemoglobina, que lleva el oxígeno a todos nuestros tejidos.

•De defensa. Nos protegen de enfermedades o de alguna infección, como los anticuerpos (inmunoglobulinas).

•Enzimáticas. Como aceleradores de reaccio-nes metabólicas.

ESTRUCTURATERCIARIA

Estructura terciaria

Estructura primaria

Estructura secundaria

ESTRUCTURACUATERNARIAESTRUCTURACUATERNARIA

Estructura cuaternaria

76

Biología básica I

Práctica de laboratorioPráctica 1: Identificación de carbohidratos, lípidos y proteínas Competencias a las que se aporta:

Genéricas: 3, 4.5, 5.1, 5.4, 5.5, 6.1, 6.3, 6.4, 6.5, 7.5, 8.2 y 8.3. Disciplinares básicas: 3, 4, 5, 12, 13 y 14.

Problema:

¿Qué moléculas orgánicas consumo diariamente y cuáles funciones tienen en mi organismo?

Hipótesis:

Materiales

•Equipo: Goteros, cuchillo, vidrios de reloj, agitador de vidrio. •Reactivos: Lugol, Fehling A y Fehling B, sudán III, NaOH (hidróxido de sodio)

y CuSO4 (sulfato de cobre). •Material biológico: Jugo de naranja, salchicha finamente picada, carne de

pollo finamente picada, clara de huevo, otros alimentos que quieras.

Procedimiento

1. Coloca en cuatro tubos de ensayo 3 ml de jugo de naranja. Haz lo mismo con los otros alimentos.

2. Para investigar si un alimento contiene almidón, agrega tres gotas de lugol, mézclalo y si adquiere una coloración azul hasta negro, indica que sí contiene.

3. Para saber si un alimento contiene lípidos, agrega cinco gotas de sudán III, mézclalo, déjalo reposar cinco minutos. Observa si aparece una coloración anaranjada-rojiza que indica la presencia de lípidos.

4. Para investigar azúcares, agrega al alimento 1 ml del reactivo Fehling A y 1 ml de Fehling B, mézclalos. Colócalo a la flama del mechero o en baño María y si observas una coloración amarilla indica que el alimento contiene poco azúcar. Si aparece un rojo ladrillo indica que contiene mayor concentración de azúcar.

5. Para detectar proteínas, agrega al alimento 2 ml de NaOH (hidróxido de sodio), mezcla, agrega CuSO4 (sulfato de cobre) gota a gota, si observas una coloración azul intenso indica poca concentración de proteínas. En cambio, si la coloración es violeta contiene una alta concentración de proteínas.


77

Análisis

} Llena la siguiente tabla de comparación con las coloraciones que surgen de las reacciones y marca con un si existe presencia de una o más moléculas en los alimentos, de acuerdo con tus observaciones.

Almidón Lípidos Azúcares Proteínas

Jugo de naranja

Salchicha

Carne de pollo

Clara de huevo

Conclusión

} Con base en la hipótesis planteada, escribe en un párrafo tus conclusiones, so-bre cómo los alimentos aportan moléculas y cómo estas ayudan al organismo. ¿Por qué es importante alimentarse sanamente? Explícalo en el recuadro.

78

Biología básica I


} Cuando consultamos a un médico o a un nutriólogo, es común que nos indi-que que comamos frutas y verduras, porque necesitamos ciertos elementos que están en esos alimentos. ¿Cuáles son esos elementos que nuestro cuer-po necesita? Completa la tabla siguiente con la información investigando la información necesaria.

¿Qué obte-nemos de las frutas?

¿Qué obte-nemos de las verduras?

¿Qué obte-nemos de la carne?

¿Qué obte-nemos de los productos lácteos?

¿Qué ob-tenemos de los cereales?

Actividad de aprendizaje 9 } Formen equipos y, apoyándose en los conocimientos que ahora tienen, realicen lo siguiente:a ) Diseñen un platillo con ingredientes que utilicen en su alimentación cotidiana.b ) Generen argumentos sobre el valor nutricional del platillo. Incluyan imáge-

nes y justifiquen mediante la identificación de las biomoléculas presentes en los platillos, así como la función que desempeñan en los seres vivos.

Características a evaluar Sí No

Colaboró en la actividad propuesta por el docente.

Identificó a las principales biomoléculas en los alimentos presentados.

Participó en el trabajo colaborativo.

Mostró creatividad en la elaboración del platillo.


79

Ácidos nucleicos

Estructura del ADN

El ácido desoxirribonucleico constituye las unidades de herencia conocidas como genes.

El ADN está constituido por unidades llamadas nucleótidos, los cuales, a su vez, están formados por un grupo fosfato, una pentosa (desoxirribosa) y una base nitrogenada.

Existen dos tipos de bases nitrogenadas llamadas púricas: la adenina y la guanina; las otras son pirimí-dicas: la timina, la citosina y uracilo.

El ADN se localiza en el núcleo, las mitocondrias y los cloroplastos de las células eucarióticas, en for-ma de hélice, mientras que en las células procarió-ticas está disperso en el citoplasma. Sus funciones principales son:

•Transmitir las características hereditarias.•Duplicarse o replicarse a sí mismo.•Transmitir la información al ARN.•Dirigir la síntesis de proteínas.•Regular el metabolismo celular.•Encargarse de la división celular.

N

NNH

N

NH2

NH

NNH

N

O

NH2

Bases púricas

Bases pirimídicas

Adenina Guanina

N

NH

NH2

O

NH

NH

O

O

NH

NH

O

O

Citocina Timina Uracilo

O—

—O OO

CH2

OH

C C

C C

O

P

H

H H

H

5’

4’

3’ 2’

1’Fosfato

Nucleótidos

Pirimidinas Purinas

Bases

Extremo 5’

Extremo 3’Polonucleótidos

OH

Base

A

C G

UU

A

C

G

P

P

P

P

R

R

R

R

UU

HO

Ribosa(azúcar)

ARN

80

Biología básica I

Replicación del ADN

La replicación es la capacidad del ADN para hacer copias exactas de sí mismo.

Si bien faltan aspectos del proceso por descubrir, a continuación lo resumiremos con los rasgos más actualizados:1. Cada cadena de la doble hélice del ADN sirve de molde para la formación

de una nueva. A este mecanismo se le llama replicación semiconservativa, porque se conserva la mitad de la molécula. Al punto inicial de la replicación se le llama origen de la replicación, y requiere de proteínas iniciadoras espe-ciales llamadas cebadores, así como de otras conocidas como helicasas, que rompen puentes de hidrógeno.

2. Las síntesis de nuevas cadenas se realizan en direcciones opuestas, es decir, mientras una cadena se sintetiza de manera continua (3’ → 5’), y se le llama adelantada, la otra lo hace por fragmentos de Okazaki (5’ → 3’), y se le co-noce como rezagada. La ADN polimerasa cataliza la adición de nucleótidos que corresponden a ambas cadenas sólo en la dirección 5’ → 3’.

3. De esta forma, el ADN polimerasa va colocando nucleótidos específicos a la nueva cadena. La A (adenina) sólo se une con T (timina) y, la C (citosina), sólo con G (guanina). De esta manera, poco a poco se forma una nueva cadena complementaria que se va enrollando con la cadena original; en otras pala-bras, una nueva cadena de doble hélice está formada por una cadena molde y una nueva.

3’

3’

3’

5’

3’

5’

5’

5’

Síntesis de la cadena adelantada

Síntesis de la cadena atrasada

3’

5’

5’Fragmento de Okasaki

Cebador de ARN

Replicación bidireccional del ADN


81

ARN y síntesis de proteínasEstructura química y función del ARNEl ácido ribonucleico se encuentra en el nucleolo y está constituido por una sola cadena de nucleótidos, cada uno de los cuales está formado por un grupo fosfa-to, una pentosa (ribosa) y una base nitrogenada. Las bases púricas son la adenina y la guanina; las pirimídicas, la citosina y el uracilo.

El ARN puede ser de tres tipos:•ARN mensajero (ARNm). Copia la información del ADN. Lleva la información

del ADN en forma de código desde el núcleo hasta los ribosomas.•ARN de transferencia (ARNt). Organiza la unión de aminoácidos según la in-

formación de ADN y los transporta desde el citoplasma hasta los ribosomas.•ARN ribosomal (ARNr). El ARN se encarga de la síntesis de proteínas que

necesita la célula y de la formación de ribosomas.

Síntesis de proteínas a partir del mensaje genético del ADN

† Ribosomas.

Sacos aplanadosLumen

MembranasRibosomas

Porosnucleares

Transcripción

La transcripción es el proceso mediante el cual el ADN forma al ARNm dentro del núcleo, de la siguiente ma-nera:1. Se abre la doble hélice del ADN y una cadena ser-

virá de molde para la transcripción del ARNm.2. La transcripción es catalizada por una enzima

llamada ARN polimerasa, misma que opera en dirección 5’ → 3’. El inicio de este proceso se da cuando la enzima ARN polimerasa se une al ADN en una secuencia llamada promotora, abriendo la doble hélice y dejando expuestas las bases de la cadena molde para las bases que correspon-dan. Por ejemplo: A (adenina) con U (uracilo), y C (citosina) con G (guanina), y así, de forma gra-dual, se van colocando los ribonucleótidos co-rrespondientes. De esta forma, el proceso de elongación sigue hasta encontrar la señal de ter-minación, momento en el que la polimerasa se detiene, culminando el proceso de transcripción.

3. El ARNm recién formado por las instrucciones del ADN contiene la copia exacta para una pro-teína específica que se sintetizará en los riboso-mas de la célula. A la unión de tres nucleótidos del ARN, se le conoce con el nombre de codón, y cada codón codifica un aminoácido específico.

82

Biología básica I

Nueva moléculade ARN

Burbuja de transcripción

Hebra patrón,molde

5’3’

ARN - ADN

OH

Transcripción o formación del ARN a partir del ADN

Traducción

La traducción es el proceso mediante el cual el lenguaje de nucleótidos es convertido al lenguaje de aminoácidos, es decir, en la proteína que se necesita formar por instrucciones del ADN.

Este proceso involucra los tres tipos de ARN y ocurre en los ribosomas libres o en el retículo endoplásmico rugoso, ya que esta estructura contiene ribosomas.

¿Quiénes son los actores que participan en este proceso?•ADN. Dicta las instrucciones, como un director a los diferentes actores en

una película.•ARNm. Este actor lleva las instrucciones exactas del ADN desde el núcleo

hasta los ribosomas.•ARNt. Este actor traduce el lenguaje de nucleótidos al lenguaje de aminoáci-

dos. Tiene forma tridimensional similar a una hoja de trébol.

Existen veinte diferentes tipos de ARNt, que corresponden a los veinte dife-rentes tipos de aminoácidos que constituyen a las proteínas.

Esta molécula tiene dos extremos importantes: uno contiene un triplete lla-mado anticodón, que ensambla de manera exacta con el codón o triplete del ARNm, el cual contiene las instrucciones del ADN para que el ARNt coloque en el extremo 3’ al aminoácido que corresponda.

•ARNr. Este otro participante, junto con las proteínas, forma los ribosomas, los cuales son las fábricas de proteínas. Los ribosomas de una célula procariota y

Traducción del ARN


83

los de una eucariota son muy similares, pero varían en su tamaño. Los riboso-mas están formados por dos subunidades: una pequeña y otra grande.

La traducción ocurre en tres etapas:1. Iniciación. En esta etapa se da el banderazo de salida para formar la proteína.

La unidad ribosómica pequeña se acopla a una cadena de ARNm cerca de su extremo 5’, con el único codón iniciador (5’) AUG-(3’) que corresponde a la metionina, el cual se ensambla con su anticodón del ARNt (3’) UAC (5’) (triple-te que corresponde al aminoácido metionina). Una vez formado el complejo de iniciación, comienza la otra etapa.

2. Elongación. En esta etapa, los aminoácidos transportados por el ARNt se van uniendo mediante enzimas que realizan el enlace peptídico entre cada aminoácido, hasta formar la proteína que el ADN requirió; simultáneamente, el codón y el anticodón se unen.

3. Terminación. Una vez formada la proteína, hay un codón que da la señal de terminación. Se conocen tres codones de terminación: UAG, UAA y UGA, en los cuales no se ensambla ningún anticodón. Después de esta señal, la traducción se finaliza.

Actividad de aprendizaje 10 } ¿Cuántos nucleótidos se observan en la imagen de la izquierda? pueden proponer otra.

} Los ácidos nucleicos son moléculas constituidas de nucleótidos, los cuales son moléculas más complejas que los aminoácidos. Un nucleótido está for-mado por una pentosa, una base nitrogenada y un grupo fosfato. ¿Qué tipo de ácido nucleico está representando la siguiente figura?

C

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

T A

Fosfato

PentosaBases

nitrogenadas

A

A

T

T

C G

G G

A

G C

C

C

C

G

G

G

G

G

G

G

T

T

T

T

T

T

A

A

A

A

A

C

C

C

a ) ATP b ) ARN

c ) ADN d ) ADP

84

Biología básica I


Elaboración de baraja bioquímica

Objetivo de aprendizaje

El alumno construye los compuestos químicos complejos a partir de las unida-des o ladrillos de los que están formados, a través de un juego didáctico.

Material

•Cartulina, cartoncillo o fólderes reciclables•Plumones

Procedimiento

La baraja estará formada de una carta de ribosa, una de desoxirribosa, una de galactosa, una de fructosa, cuatro cartas de α-glucosa, cuatro de β-glucosa, cuatro de aminoácidos, cuatro de ácidos grasos, dos cartas de glicerol, dos de grupo fosfato, dos de ATP (que será el comodín) y, por último, cinco cartas de las diferentes bases nitrogenadas, es decir, guanina, citosina, timina, adenina y uracilo. En total serán 31 cartas.Ejemplo:

1. El profesor puede pedir celulosa, proteína, lactosa y fosfolípido.2. Los alumnos utilizarán las cartas para formar el compuesto orgánico que

se les pide:

Celulosa = cuatro cartas de β-glucosaProteína = las cuatro cartas de aminoácidosFosfolípidos = una carta del grupo fosfato, dos de ácidos grasos y una de glicerolLactosa = dos cartas de galactosa y glucosa


85


Actividad de cierre } Elabora un cuadro sinóptico sobre los principales minerales que necesita el ser humano para conservar la salud, e incluye enfermedades que podrían desarrollarse si existiera carencia de alguno de ellos.

} Completa el siguiente cuadro-resumen, en el que se comparan las estructuras y funciones de las biomoléculas de los seres vivos.

BiomoléculaUnidad

estructuralFunción Ejemplo

Carbohidratos

Lípidos

Proteínas

Ácidos nucléicos

} En equipos, comparen sus mapas sinópticos y su cuadro-resumen; discútan-los y elijan el que mejor represente sus ideas. Expongan en plenaria la im-portancia de llevar una dieta saludable.

} Elaboren un cuadro con las fuentes naturales ricas en biomoléculas que sean accesibles en su comunidad.

86

Biología básica I

} Investiga en fuentes confiables la importancia de los minerales y las vitami-nas. Considera los siguientes aspectos y elabora un reporte, como el que hiciste en actividad de enseñanza 7. Incluye en tu reporte los siguientes puntos:

a ) ¿Cuáles son los principales minerales que requiere el cuerpo humano?b ) ¿Qué se requiere para que los minerales se absorban fácilmente en el

organismo?c ) ¿Por qué se dice que los cereales se deben comer con cascarilla?d ) ¿Qué son las vitaminas?e ) ¿Qué es una anomalía congénita?f ) ¿Qué es el ácido fólico y para qué sirve?g ) ¿Los seres humanos requerimos de diferentes tipos de minerales du-

rante las diferentes etapas de nuestra vida? Explica. } A manera de síntesis de la información de los temas de la unidad, elabora un mapa conceptual acerca de la composición química, características y función de los seres vivos.

} De esta lectura te recomendamos leer la discusión y las conclusiones. http://goo.gl/7K4gqb

Actividad de cierre de unidad

TIC

En esta dirección elec-trónica podrás encontrar más información sobre las vitaminas. http://goo.gl/5zCppr


87

RÚBRICAProducto/

Evidencia REPORTE


Criterios


Cu

mp

le

En

des

arro

llo

No

cum

ple

Exce

len

te (

10)

Bu

eno

(8)

Sufi

cien

te (

6)

Insu

fici

ente

(5)

Exce

len

te (

9-1

0)

Bu

eno

(8-9

)

Sufi

cien

te (

6-8

)

Insu

fici

ente

(0-5

)

Organización







redactados.



Introducción







estructura.








88

Biología básica I

RÚBRICAProducto/

Evidencia REPORTE


Criterios


Cu

mp

le

En

des

arro

llo

No

cum

ple

Exce

len

te (

10)

Bu

eno

(8)

Sufi

cien

te (

6)

Insu

fici

ente

(5)

Exce

len

te (

9-1

0)

Bu

eno

(8

-9)

Sufi

cien

te (

6-8

)

Insu

fici

ente

(0-5

)

Ideas




sólo corres-ponde a algu-nos subtítulos,




están incom-pletas, pero

atienden a los los subtítulos,

problemas o preguntas planteadas.



mismas.


Los diagramas e ilustraciones son ordena-dos, precisos y se añaden al entendimien-to del tema.

Los diagramas son precisos y se añaden al entendimien-to del tema.



veces se aña-den al enten-dimiento del

tema.


precisos o no se añaden al entendimien-to del tema.

Conclusiones









autor.


del tema abordado.


89

RÚBRICAProducto/

Evidencia REPORTE


Criterios


Cu

mp

le

En

des

arro

llo

No

cum

ple

Exce

len

te (

10)

Bu

eno

(8)

Sufi

cien

te (

6)

Insu

fici

ente

(5)

Exce

len

te (

9-1

0)

Bu

eno

(8-9

)

Sufi

cien

te (

6-8

)

Insu

fici

ente

(0-5

)

Fuentes/ bibliografía

Utilizó más de 2 o más

fuentes de in-formación, las gráficas están documenta-das y las cita en el trabajo.



trabajo.

Utiliza sólo una fuente de información y

está documen-tada y citada

correctamente.




Acreditación



PuntuaciónNivel de

desempeño






90

Biología básica I

Tabla de cotejo

Habilidades y desempeños

Nivel de logro

Sí (1 punto)

No (0 puntos)

Investigación e información relevante.

Reporte de elementos gráficos.

Características formales del reporte de investigación.

Resumen con las conclusiones grupales.

Materiales bibliográficos de consulta:

Libro de texto oficial: Biología básica I, Unidad II.

Consultas a la web:

Biomoléculas: https://goo.gl/CZynsw

Carbohidratos: http://goo.gl/UEwIxA

En palabrasde biólogo

} En este espacio escribe los términos que revisaste a lo largo de la unidad y el significado que investigaste.

Término Significado Término Significado


Recuerda avanzar en tu proyecto de investigación; aplica los conocimientos adquiridos en la unidad. Relaciona los contenidos de las asignaturas de Quí-mica, Comunicación oral y escrita I y Laborato-rio de cómputo I, pues guardan estrecha rela-ción con lo que hasta el momento has estudiado. Emplea tus notas y tra-bajos realizados en la unidad, así como el glo-sario. No olvides los pa-sos del método científico. También participa en las prácticas de laborato-rio que encontrarás más adelante.

TIC

Averigua características de los ácidos nucleicos en: http://goo.gl/5h6K7l


91


} Escribe un pequeño texto reflexivo-argumentativo sobre el impacto de las biomoléculas en la salud, el crecimiento y el desarrollo de los seres vivos. Después, responde.

1. De lo que aprendiste en esta unidad, ¿qué fue lo que más te gustó? ¿Por qué?

2. De los temas que revisaste, ¿qué otras cosas te gustaría saber? ¿Qué puedes hacer para conseguir información sobre esos temas?

3. ¿Cómo puedes aplicar en tu vida cotidiana los conocimientos de esta unidad?

92

Biología básica I

BITÁCORA

Fecha TemaCómo lo

aprendisteReflexión breve


93

} Lee con atención el siguiente texto y contesta los reactivos que se presentan a continuación.

Epidemiología de la diabetes y el síndrome metabólico en México

La Organización Mundial de la Salud nos aporta datos alarmantes del número de casos de enfermos de diabetes en el mundo. Actualmente existen 189 millones de personas con diabetes y se espera un incremento elevado en los próximos años. La OMS calcula que en México habrá entre 12 y 15 millones de diabéticos. Lo grave de esta enfermedad es que es crónica y que suele afectar a los indivi-duos en edad productiva, puede provocar incapacidad prematura, quebrantando la calidad de vida de los enfermos y los recursos económicos de las familias, ge-neran pobreza, dolor y un alto costo al sector salud. El doctor Córdoba Villalobos y sus colaboradores definen la diabetes tipo 2 y el síndrome metabólico como una enfermedad crónica no transmisible que en la actualidad se han convertido en una verdadera epidemia.

“La prevención y control de la diabetes y del síndrome metabólico debe ser una prioridad para el sector salud. Su crecimiento y letalidad lo justifican. El im-pacto social de estas enfermedades será creciente, ya que afectan a individuos en edades productivas y representan costos elevados para el sector salud.

El tratamiento eficaz de los casos afectados es la alternativa que ofrece la mayor factibilidad para reducir a corto plazo el impacto de las enfermedades crónicas no transmisibles.

Sin embargo, su manejo es costoso, tardío y poco satisfactorio en muchos casos. La falta de efectividad del tratamiento se explica por factores atribuibles al sistema salud, al médico y al paciente. Existen diversas guías terapéuticas; no obstante, pocos médicos las conocen y aplican. La complejidad de la enfermedad contribuye a la falta de eficacia terapéutica. La normalización de las concentracio-nes de colesterol, triglicéridos, colesterol HDL y presión arterial, y el uso regular de dosis bajas de ácido acetilsalicílico son parte indispensable del tratamiento. A ello se agrega la suspensión del tabaquismo y la corrección del exceso de peso. Como resultado, un alto porcentaje de los casos requieren de múltiples fármacos.

Ejercicios para la prueba Planea

94

Biología básica I

El manejo de las enfermedades crónicas se fun-damenta en principios distintos a los de los padeci-mientos transmisibles. Implica un proceso educativo para entender la enfermedad. Cambios significativos y focalizados en las conductas, la utilización de múlti-ples fármacos a largo plazo, evaluaciones frecuentes, así como la participación de especialistas, en conjun-to con la familia y la comunidad. Su implementación es compleja tanto para el médico como para el pa-ciente. Se requieren tiempos mayores de consulta y la participación de diversos profesionales de la salud (médicos, nutriólogos, licenciados en educación físi-ca, educadores y psicólogos, entre otros.). Aún más, la preparación de los profesionales no es acorde con nuestra realidad. Los programas educativos otorgan una prioridad intermedia a las enfermedades cró-nicas degenerativas; muchos egresados tienen los conocimientos pero carecen de las habilidades para obtener un tratamiento efectivo.

La incorporación de la familia al tratamiento no es considerada pese que es clave para cambiar el es-tilo de vida. No son tomados en cuenta al indicar el manejo de factores críticos que determinan la adhe-rencia. El paciente no comprende los objetivos del tratamiento y las modificaciones necesarias no son incorporadas a su estilo de vida. Las dosis de los me-dicamentos no son ajustadas para alcanzar los objeti-vos intermedios del tratamiento. La participación de los especialistas se limita, en muchos casos, al trata-miento de las complicaciones. A lo anterior se suman factores culturales que limitan la adherencia.

En suma, los retos para alcanzar un tratamiento efectivo son múltiples; sin embargo, las limitaciones son identificables y existen soluciones para ellas. De-beremos desarrollar mejores estrategias de manejo; de no hacerlo, seguiremos destinando la mayor parte del presupuesto al pago de complicaciones e incapa-cidades prematuras.”

Aguilar C., Rojas R. Epidemiología de la diabetes y el síndrome metabólico en México. Revista Ciencia,

enero-marzo de 2012.

biologia 1 libro de maria eugenia mendez rosales

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