PRIMERA EDICIN: 2010 D.R. Lic. Ral Acosta Melndez Editor D.R. GUA PRCTICA PARA PREPARAR EL EXAMEN DE SELECCIN PARA INGRESO A LA UNIVERSIDAD, AUTOEVALATE A TRAVS DE INTERNET, PROPUESTA XXI Varios autores D.R. Diseo de la Portada D. G. Mario Buitrn Garca / GraphixPublicidad

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ORIGEN DE LA VIDA

Teoras sobre el origen de los seres vivos

1. Controversia entre biogenistas y abiogenistas.

La primera teora sobre el origen de la vida es la de lageneracin espontnea que afirma que: la vida po-da surgir del lodo, de la materia en putrefaccin,del agua de mar, del roco y de la basura. Estateora logr mantenerse en pie durante muchos aos,ya que era apoyada por Aristteles y por la Iglesia, estaltima con una variante llamada vitalismo que sostena:es necesaria la presencia de una fuerza vital, unsoplo divino o un espritu, capaz de dar vida a lamateria inerte. Tiempo despus, los cientficos in-crdulos tratan de refutar la teora de la generacinespontnea y lo logra Francisco Redi utilizando peda-zos de carne, pero poco despus Needham hirviendopor poco tiempo caldos nutritivos, vuelve a tratar decomprobar la teora de la generacin espontnea y consu experimento lo logra. Pero en el mismo sigloSpallanzani vuelve a refutar el experimento deNeedham hirviendo por ms tiempo los caldos, mssin embargo esto no fue aceptado por la iglesia porconsiderar que los caldos eran excesivamente hervidos.

Preocupados por tratar de resolver el problema, laacademia de ciencias de Francia convoca a un concursoofreciendo un premio al que refute o que realmentecompruebe la teora de la generacin espontnea. YLouis Pasteur logra refutarla con su experimento queconsista en hervir (hasta matar a los microorganismos)el caldo contenido en unos matraces de cuello largo enforma de S doblados horizontalmente. Y como transcurritiempo y los matraces no se infestaron de microor-ganismos, se comprob, que estos se encontraban enel aire al encontrar los cuellos de los matraces llenosde microbios.

2. Teora del origen qumico de la vida formuladapor Oparin-Haldane.

Hace unos 3500 millones de aos, las condicionesfsicas y qumicas de la Tierra eran muy diferentes delas actuales: la atmsfera careca de oxgeno libre, porlo que era fuertemente reductora, se compona dehidrgeno, metano, amoniaco y vapor de Agua. Habauna temperatura moderada con zonas muy calientesen las cercanas de los volcanes y manantiales trmicos;los ocanos y lagos tenan un pH bsico; adems, habaradiaciones de alta energa procedentes del espacio

exterior. En estas condiciones, algunos compuestosqumicos de molculas sencillas se combinaron paradar origen a otros ms complejos. A este proceso se leconoce como evolucin qumica. Las reaccionesqumicas propuestas por Oparn para dar origen a lasbiomolculas probablemente ocurrieron y mezclaron losproductos orgnicos de esas reacciones. El mar, laslagunas someras y los charcos se convirtieron en caldosprimitivos donde las molculas chocaban, reaccionabany se agrupaban dando origen a nuevas molculas yagregados moleculares de diferente tamao y comple-jidad. Las fuerzas de atraccin intermolecular tuvierongran importancia en dichas reacciones.

3. Caractersticas de la tierra primitiva y sntesisde molculas orgnicas.

La Tierra fue adquiriendo su forma a travs de millonesde aos. La corteza y la atmsfera primitiva se formaronde materiales ligeros ubicados en la parte exterior. Laserupciones volcnicas derramaban lava de las regionescalientes del interior, aumentando el material de lacorteza. El vapor de los volcanes, se condensaba y caaen forma de lluvia hasta formar los ocanos.

La atmsfera de la Tierra Primitiva consista proba-blemente de: amonaco y metano o bien de nitrgeno yBixido de Carbono y con pequeas cantidades dehidrgeno y vapor de agua. Los gases de la atmsferaprimitiva, probablemente, contenan los elementos queencontramos en los organismos vivos: carbono,hidrgeno, oxgeno y nitrgeno, por lo que posiblemente,a partir de estos gases se formaron las principalesmolculas orgnicas.

Origen de procariontes.

Sistemas precelulares: Los sistemas precelularessegn Oparn son los Coacervados. Un coacervadoes un grupo de gotas microscpicas que se forma poratraccin entre molculas. De una mezcla de protenasy azcar en agua se pueden formar Coacervados.

Primeros Seres Vivos. Debido a que las clulas proca-riticas son las ms simples, las clulas ms primitivasen la Tierra deben haber sido clulas procariticassimples.

Es muy difcil sealar exactamente cundo aparecieronpor primera vez o saber la naturaleza de los primerostipos de organismos. Sin embargo, algunos procariotasparecen haber aparecido primero que otros.

BIOLOGA

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Origen de eucariontes.

La principal teora vigente sobre el origen de loseucariontes es la teora endosimbitica de Margulis:

Es una forma de explicar el origen de los eucariontes.Margulis, sugiere que los cloroplastos, mitocondrias yflagelos son organelos celulares que derivaron deprocariontes de vida libre y que por un proceso deendosimbiosis formaron parte de una sola clula. Paraexplicar lo anterior, propone que en la tierra primitivadebieron haber existido gran variedad de procariontes,algunos aerobios y otros fotoautotrficos, as comodiversas formas de ellos: amiboideos, esfricos, espi-ralados, etc., y que algn procarionte amiboide engulla otro de respiracin aerobia pero sin digerirlo, dandocomo resultado una clula con mitocondrias, cloro-plastos o flagelos primitivos.

LA CLULA

La clula es la mnima unidad de vida. En los organis-mos pluricelulares es la unidad antomo-funcional

Teora celular.

Origen de la teora celular.

La clula (en un principio cell: celda) fue descubiertapor Hooke, en un pedazo de corcho a raz de la invencindel microscopio.

Formulacin de la Teora Celular.

1. Unidad anatmica: Todos los seres vivos estnformados por clulas.

2. Unidad fisiolgica: Todas las reacciones meta-blicas de un organismo se producen en cada unade sus clulas.

3. Unidad de origen: Las clulas provienen de otrasclulas preexistentes.

4. Unidad gentica y evolutiva: El ADN guarda encada clula la informacin de cada individuo (colorde ojos, cabello, piel, etc.). Y la combinacin decromosomas y genes durante el proceso de repro-duccin, asegura la variabilidad de las especies.

Desarrollo de la Teora Celular.

Sin embargo la teora celular se fue desarrollando hastaque la teora celular de las plantas de Schleiden, y lateora celular de animales de Schwann se unificaron enlo siguiente: Toda clula contiene el material hereditarioy en ella se llevan a cabo los procesos metablicos; losvegetales y animales superiores, presentan organizacin

especial y definida en sus clulas; las mismas formantejidos, los tejidos forman rganos y stos a su vez,forman sistemas, y el conjunto de sistemas, formanorganismos.

Estructura de los distintos tipos celulares

Estructura de las Clulas Procariontes y de las Euca-riontes.

PROCARIONTES EUCARIONTES

Carecen de ANIMALES VEGETALESNcleo

Algunos No tienen Tienentienen pared celular, paredcpsula en su lugar celular

No contienen tienen El ncleoMitocondrias, Glicocaliz. y elR.E., Contiene un nucloloPeroxisomas ncleo rico en son semejan-y Lisosomas DNA y un tes a los de

Los nucleolo animales.ribosomas Contienen Tienenestn en mitocontrias plastidiosmenor Contiene Tienencantidad que complejo de Mitocondriaen Golgi. Vacuolaseucariontes Contienen grandes

Carecen de peroxisomas R.E.vacuolas Contienen similar al

lisosomas deque digieren. animales.

Contiene un RibosomasR.E.

Si nos ponemos a pensar, todos los procariontes sonunicelulares y por lo tanto una sola clula debearreglrselas para subsistir al interactuar con su medio.En cambio la mayor parte de los eucariontes sonpluricelulares, por lo que varias clulas estn eninteraccin continua y con su medio ambiente, por loque si algn agresor afecta a un tipo celular, los demstipos, tambin se ven afectados por el simple hecho deque existe una interaccin.Otro factor muy importante que diferencia a los pro-cariontes de los eucariontes, es que en los eucariontesexiste la especializacin celular, esto quiere decirque hay varios tipos celulares (todos eucariontes) dentrode un mismo organismo pluricelular, cada uno con unadeterminada funcin, que contribuye a la estabilidadfuncional del organismo completo. Un mismo tipo celularse agrupa en tejidos, los tejidos, se agrupan enrganos, los rganos, se agrupan en sistemas y lossistemas se agrupan en organismos enteros. Cada

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sistema tiene una determinada funcin que no puedeser suplida por otros sistemas con contadas excep-ciones.

Por estas razones, los eucariontes por su grado decomplejidad, necesitan una maquinaria celular muchoms compleja y organizada que los procariontes, demanera que sea mucho ms eficiente y menos propensaa las fallas que llevaran al organismo completo aldesequilibrio fisiolgico.

Organelos celulares.

1. Pared Celular y Membrana Plasmtica.

Pared Celular: Es un recubrimiento de la clula,compuesto por carbohidratos y protenas, presenteprincipalmente en bacterias (procariontes) y plantas(pared de celulosa).

Membrana plasmtica. Se trata de una estructuraelstica muy delgada. Su estructura bsica es unapelcula delgada de lpidos de dos molculas de espesor,que funciona como barrera al paso de agua y sustanciashidrosolubles entre el lquido extracelular y el lquidointracelular. Flotando en la bicapa lipdica, seencuentran molculas protenicas.

2. Los organelos, caractersticas y funcin.

Glucocliz (exclusivo de ecucarionte animal). Esun conjunto de azcares unidos a las protenas o lpidosde la membrana celular. Es el sistema receptor de laclula que reconoce el ambiente (virus, bacterias, hor-monas), est hecho de carbohidratos.

Microtbulos. Son parte del citoesqueleto, encargadosdel transporte intracelular.

Aparato de Golgi. Organelo membranoso, formado porun conjunto de sacos aplanados, sus funciones son:Secrecin de protenas, maduracin de protenas,glucosilacin (sulfatacin: pega grupos sulfatos ycarboxilacin: pega azcares, grupos carbono).

Mitocondria (slo eucariontes). Sus funciones son:La respiracin celular y la produccin de ATP, tienendos membranas, una interna y otra externa, tiene sumaterial gentico propio, tiene enzimas respiratorias.

Lisosoma (slo eucariontes animales). Son unossacos esfricos que contienen enzimas hidrolticas(digestivas), y digieren la materia orgnica. Cuando laclula muere, estos sacos se rompen y las enzimasliberadas, digieren a los componentes celulares.

Retculo Endoplsmico (R.E.). Este se puede dividiren retculo endoplsmico liso y rugoso, y sus funcionesson: servir de transporte intracelular. Y las funcionesparticulares son: Retculo endoplsmico liso: Est invo-lucrado en la sntesis de lpidos. Retculo endoplsmicorugoso: Tiene ribosomas que se encargan de la sntesisde protenas.

Ribosomas. Son componentes celulares no mem-branosos. Se pueden encontrar aislados o en el retculoendoplsmico rugoso, su funcin en ambos casos esla sntesis de protenas.

Gonforo. (exclusivo de procariontes). Tiene lainformacin gentica de la clula, normalmente consisteen una molcula de DNA duplo-helicoidal, est ancladoa la membrana interna, y est disperso pero con ciertoorden.

Mesosoma (exclusivo de procariontes). Son ex-tensiones de la membrana interna, puede contenerpaquetes de enzimas respiratorias del Ciclo de Krebs(respirosomas).

Lamelas (exclusivo de Procariontes). Estn adhe-ridas a la membrana interna, y son paquetes de enzimasfotosintticas, en caso de que sea una bacteria foto-sinttica, es una especie de organelo primitivo. Aquinicia la minimizacin de la entropa. Aqu inicia lafotosntesis, y son equivalentes a las membranasinternas del cloroplasto.

Plsmidos (exclusivo de procariontes). Son anillosde DNA de doble hlice con aproximadamente 20 genes,tambin llamados genes mviles, se deben incorporaral gonforo para expresarse. Su nombre cambia deplsmido a episoma cuando se incorporan al DNA degonforo.

Pilli (exclusivo de procariontes). Son prolongacionesde la pared celular, permiten la conjugacin entrebacterias formando un puente citoplasma-citoplasma,de esta manera, las bacterias intercambian plsmidos.

Cpsula (exclusivo de procariontes). Es una cubiertatipo musilaginoso, muy blanda, forma de proteccin,capa aislante, formada por polisacridos principalmente,es la causa de patogenicidad de la bacteria.

Flagelo. Son, una especie de organelos pequeos queutilizan molculas de ATP, para darle movilidad a laclula.

Cloroplastos (exclusivo de vegetales). Los cloro-plastos son receptores de la energa luminosa, que

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convierten en energa qumica del ATP para la biosntesisde la glucosa y otras biomolculas orgnicas a partirdel dixido de carbono, agua y otros precursores. Eloxgeno se genera en las plantas durante la fotosntesis.Los cloroplastos son la principal fuente de energa delas clulas fotosintticas expuestas a la luz.

Vacuola. Las vacuolas segregan productos de desechode las clulas vegetales y eliminan sales y otros solu-tos cuya concentracin aumenta gradualmente duranteel tiempo de vida de la clula. A veces algunos solutoscristalizan en el interior de las vacuolas, se encuentranbsicamente en vegetales y tienen gran tamao, enanimales son menos frecuentes y tienen menor tamao.

3. El ncleo.

Es el componente ms grande de la clula, y susfunciones son: almacenar, transcribir y transmitir, lainformacin almacenada en el DNA, que se encuentraprotegido por unas protenas llamadas Histonas. Ade-ms contiene al nucleolo que est formado por 100%RNA.

Metabolismo celular.

El metabolismo es un conjunto de reacciones fsicas yqumicas, por las cuales, el organismo conserva suhomeostasis (equilibrio). Para que una clula tengametabolismo, es necesario que ingrese productos parasu degradacin y de esta forma obtener energa ymateria prima para poder realizar sus funciones.

El metabolismo se divide en anabolismo y catabo-lismo.

1. Concepto de anabolismo y catabolismo.

Anabolismo. Es un conjunto de reacciones por lasque la clula sintetiza todos los materiales querequiere para hacer sus funciones. Sintetiza pro-tenas, carbohidratos, lpidos, etc. En resumen, essintetizar molculas ms complejas a partir demolculas ms simples.

Catabolismo. Es el conjunto de reacciones por lasque la clula degrada molculas complejas enmolculas simples para obtener energa necesariapara realizar sus funciones. En el ser humano lafuente principal de energa es el catabolismo dela glucosa, sin embargo en condiciones de ayuno,cuando no existe un suministro suficiente de glucosapara las clulas, los lpidos pasan a ser la principalfuente de energa.

1. Respiracin Anaerobia.

Es el tipo de respiracin que no necesita oxgeno. Esllevada a cabo por clulas procariontes y algunaslevaduras y en el ser humano puede realizarse en elmsculo cuando tiene una demanda elevada de ener-ga.

La principal va de la respiracin anaerobia es laGluclisis.

Gluclisis.

Es la va con la que se degrada la glucosa para obtenerenerga, y se compone de una serie de reaccionesbioqumicas llevadas a cabo en el citoplasma.

Antes de empezar a explicar esa va es necesario tenerpresente que: El ATP (Trifosfato de Adenosina) es lamoneda energtica de la clula ya que suministrala energa para el metabolismo.

La gluclisis tiene dos modalidades:

1. Gluclisis anaerobia. No necesita oxgeno y esllevada a cabo en el msculo en condiciones de altademanda energtica y en los organismos anaerobios.

Gluclisis anaerobia.Una vez que entra la glucosa a las clulas, medianteuna serie de reacciones catalizadas por enzimas, seconvierte en piruvato, al no haber oxgeno, el piruvatose convierte en lactato mediante una enzima llamadalactato deshidrogenasa y aqu termina el metabo-lismo anaerobio.

2. Gluclisis aerobia. Necesita de oxgeno y es llevadaa cabo en todos los organismos aerobios.

Gluclisis aerobia.La glucosa entra a las clulas, por medio de una seriede reacciones se convierte en piruvato y debido a lapresencia de oxgeno, el piruvato se descarboxila (sele quita CO2) para formar Acetil Coenzima A que entraa la va del Ciclo del cido Ctrico, por lo que lagluclisis es alimentadora del Ciclo del cido ctrico,y con este se contina el metabolismo aerobio.Productos y Balance energtico de la gluclisis.

Productos. En sus reacciones, la gluclisis produce:- En total 4 molculas de ATP.- Piruvato (en condiciones aerobias) o lactato (encondiciones anaerobias).

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Balance energtico.

ATP producido = 4.ATP gastado = 2.ATP neto = 2.

2. Proceso fotosinttico.

Es la utilizacin de la energa luminosa para formarmolculas orgnicas ricas en energa qumica.

Importancia de la fotosntesis.Si no existiera la constante conversin de energalumnica en energa qumica desaparecera toda la vidaen la Tierra, ya que directa o indirectamente la mayorparte de los organismos no fotosintetizadores dependende los que efectan esta funcin para obtener elcombustible que los mantiene vivos.

Ultraestructura del cloroplasto.

Son orgnulos caractersticos de las plantas superiores,tienen forma de disco de entre 4 y 6 micrmetros dedimetro y estn rodeados de membrana doble.

El cloroplasto contiene en su interior una sustanciabsica denominada estroma, la cual est atravesadapor una red compleja de discos conectados entre s yapilados en forma de platillo llamados lamelas a lascuales se encuentran adheridos los grnulos de clorofila(pigmento fotosinttico).

Los cloroplastos tambin contienen grnulos de almidn,donde se almacenan productos de la fotosntesis deforma temporal.

Productos finales.

enzimas6CO2 + 6H2O + Energa de luz C6H12O6 + 6O2 clorofila

3. Respiracin aerobia.

Este tipo de respiracin requiere la presencia de oxgenoy se inicia con la gluclisis aerobia.

Ultraestructura de las mitocondrias.

La mitocondria, que tiene una longitud comprendida entre0,5 y 1 micrmetro, est envuelta en una membranadoble. La membrana exterior lisa est separada de lainterior por una pelcula lquida. La membrana interior,replegada en unas estructuras llamadas crestas, rodeauna matriz lquida que contiene gran cantidad de enzimas

o catalizadores biolgicos. Dentro de esta matriz lquidahay cido desoxirribonucleico mitocondrial (ADNm), quecontiene informacin sobre sntesis directa de protenas.

Ciclo de Krebs y Cadena respiratoria.

Ciclo de Krebs.

Constituye una serie de reacciones realizadas en lamitocondria, que terminan en el mismo producto inicialpor eso es un ciclo.

Sus reacciones se inician con la condensacin de laAcetil Coenzima A (producida a partir del piruvato dela gluclisis) con Oxaloacetato para formar Citrato deah que tambin se llama ciclo del cido ctrico.

Despus de una serie de reacciones se vuelve a formarOxaloacetato para cerrar el ciclo.En las reacciones se produce:

Una molcula de ATP 3 Molculas de NADH que acarrean hidrgenos

hacia la cadena respiratoria. Una molcula de FADH que acarrea hidrgenos

hacia la cadena respiratoria. Los NADH rinden 3 ATPs en cadena respiratoria. El FADH rinde 2 ATPs en cadena respiratoria.

Balance energtico.

1 ATP en el ciclo + 9 ATPs de los NADH + 2 ATPs delFADH = 12 ATP formados mediante el ciclo del cidoctrico.

Cadena respiratoria.

Es un complejo enzimtico que se encuentra en lamitocondria.

Funciones de la cadena respiratoria.

1. Se encarga de transportar electrones. Los electronesse transportan desde molculas poco oxidantes hastael oxgeno que es la molcula ms oxidante de lacadena. Las molculas que inician este transporte deelectrones son NADH Y FADH, es decir son lasmolculas menos oxidantes de la cadena. Una vez quelos electrones son entregados al oxgeno, se formaAgua.

2. Debido a que la cadena slo transporta electrones,los protones son bombeados hacia fuera de lamitocondria, lo que crea un gradiente de protones

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con una carga muy positiva afuera de la mitocondria yuna carga muy negativa adentro. Este gradiente obligaa los protones a volver a entrar a la mitocondria y en elpaso hacia adentro pasan por una enzima que forma untnel de protones llamada ATP sintasa que con lafuerza de entrada de los protones, forma ATP.

Balance energtico.

La respiracin aerobia produce 36 ATP por una molculade glucosa, sumando los ATP de la gluclisis ms losdel ciclo de Krebs ms los de la Cadena respiratoria.

enzimasC6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 36 ATPGlucosa Bixido Agua Energa de Carbono

4. Nutricin.

1. Organismos auttrofos. Son los que producen supropio alimento, normalmente a partir de la energasolar, es decir mediante fotosntesis. Utilizan energasolar para producir glucosa a partir de bixido decarbono.

2. Organismos hetertrofos. Consumen el alimentoproducido por los auttrofos para obtener su energa.No pueden producir su propio alimento.

Para poder utilizar el alimento, necesitan tenerun aparato digestivo que les permita digerir(descomponer molculas grandes en pe-queas) para as poder absorber los nutrientesa su sistema circulatorio y de esta forma podercatabolizarlos.

REPRODUCCIN

1. Reproduccin celular: Mitosis.

Es el tipo de divisin celular, donde cada clula hijarecibe el mismo nmero de cromosomas que tena laclula madre.

Caractersticas de las fases de la mitosis.

Interfase. No forma parte del periodo de la mitosis, peroes importante porque la clula lleva a cabo actividadesno reproductivas: crecimiento, sntesis, movimiento demateriales dentro y fuera de la clula.

1. Profase. Se hacen visibles los cromosomas, lamembrana nuclear y el nucleolo se desintegrangradualmente y aparece el huso. El huso es unaestructura parecida a una pelota de ftbol americano.Las fibras del huso guan a los cromosomas en susmovimientos durante la mitosis.

2. Metafase. Los pares de cromtidas se mueven haciael centro de la clula.

3. Anafase. El centrmero (Pequeo crculo en elcentro) de cada par de cromtidas se divide. Los paresde cromtidas se separan en cromosomas individualesy se mueven hacia los polos del huso.

4. Telofase. Los cromosomas toman nuevamente formade hilos (no pueden ser claramente vistos), el husomittico se rompe, reaparece el nucleolo y la membrananuclear.

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Importancia de la mitosis.

La importancia de la mitosis, radica en que es procesopor medio del cual, a partir de una clula somtica (clulanormal del cuerpo) se producen nuevas clulas, por loque las clulas de un organismo se estn renovandoconstantemente. Aparte de que las clulas hijas puedenllevar a cabo las mismas funciones que llevaba a cabola clula madre.

2. Reproduccin celular: meiosis.

Caractersticas de las fases de la meiosis.

1. Profase I. La cromatina se acorta y se condensa. Lamembrana nuclear y el nucleolo se rompen. Se formael huso. Aqu ocurre un evento que no ocurre en lamitosis: a medida que los cromosomas se hacenvisibles, los cromosomas homlogos (llevan el mismotipo de informacin), se alinean, se entrelazanestrechamente y por medio de sinapsis se aparean.Las cuatro cromtidas de un par homlogo se llamanttradas. A veces las cromtidas intercambian partes loque se llama entrecruzamiento.

1. Metafase I. Las ttradas se alnean a lo largo delecuador.

2. Anafase I. Los pares homlogos de cromosomasse separan. Un cromosoma de cada par se muevehacia un polo de la clula.

3. Telofase I. Se divide el citoplasma formando dosclulas.

Aqu termina la primera divisin celular y entran en unafase llamada intercinesis similar a la profase, con ladiferencia de que no se duplican los cromosomas.

5. Profase II. La membrana nuclear y el nucleolo serompen y los cromosomas se hacen visibles.

6. Metafase II. Las cromtidas se mueven hacia elecuador de la clula.

7. Anafase II. Las cromtidas se separan. Unacromtida de cada cromosoma se mueve hacia unpolo de la clula.

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8. Telofase II. El citoplasma se divide, formando dosclulas, cada una con el nmero haploide decromosomas (gametos).

Gametos. (vulo y espermatozoide)

Importancia de la meiosis.

La meiosis es muy importante, ya que produce diversi-dad biolgica por el entrecruzamiento de cromosomas,es decir no puede haber cromosomas idnticos.

3. Reproduccin a nivel de individuo.

Reproduccin asexual. Es la formacin de un nuevoindividuo a partir de clulas paternas, sin que existameiosis, formacin de gametos o fecundacin. Hay unsolo progenitor. Las pocas variaciones que hay surgendebido a mutaciones.

Reproduccin sexual. Es una modalidad de repro-duccin donde es necesario el intercambio de materialgentico entre los progenitores.

Para ello es preciso la formacin de clulas espe-cializadas, los gametos. stos se producen en lasgnadas (En el hombre testculos y ovarios), por mediode la meiosis, lo que permite mayor variabilidadbiolgica.

GENTICA

1. Desarrollo de la gentica.

Durante muchos aos, las personas se haban dadocuenta de que ciertas caractersticas fsicas de lasplantas, de los animales y de los seres humanos eraniguales en los padres y en los hijos. Los primeros sereshumanos se fijaron en que algunas cosas eran igualesy otras diferentes entre los miembros de una generaciny la siguiente. A pesar de eso, la comprensin de losprincipios biolgicos que explican los parecidos y lasdiferencias entre las generaciones se consigui hacemuy poco tiempo. La primera buena explicacin surgihace poco ms de 100 aos. Sin embargo, la mayorparte del conocimiento que tenemos acerca de cmolos seres vivientes transmiten ciertas caractersticas asus hijos se ha descubierto a partir del ao de 1900.

En los seres vivientes, los investigadores han encontra-do miles de caractersticas que son hereditarias, esdecir, que se transmiten de padres a hijos. Unacaracterstica que un ser viviente puede transmitir a suprogenie es una caracterstica hereditaria. En losseres humanos, el color de los ojos, el color del pelo,las formas de la cara y del cuerpo se pueden transmitirde padres a hijos. La transmisin de las caractersticasde padres a hijos es la herencia. La rama de la biologaque estudia la herencia es la gentica. Muchos de losgrandes descubrimientos cientficos de este siglo hansido en el campo de la gentica. Hoy en da, la genticaes una de las reas ms activas de la investigacincientfica.

2. Trabajos de Mendel.

Leyes de la herencia formuladas por Mendel.

La estructura bsica de una especie se transmite degeneracin en generacin debido a un conjunto deinstrucciones qumicas codificadas en el ADN que losindividuos reciben a travs de las clulas sexuales desus progenitores; as, los hijos se parecen a sus padresy es lo que se conoce como herencia. Sin embargo,entre los individuos de una especie se encuentran, enocasiones, diferencias apenas perceptibles omanifestaciones genticas marcadamente diferentesentre s, estas diferencias es lo que se conoce comovariacin, es decir los individuos no son idnticos.

A las caractersticas fsicas de los individuos, esto es,lo que puede verse o medirse, se les llama fenotipo, yes la expresin fsica o la forma en que se manifiestaun carcter hereditario. Ej.: color de piel, de los ojos, laestatura, la fisiologa en general.

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Para que un fenotipo se manifieste, en las clulas debenestar presentes las instrucciones genticas heredadasde sus padres, esto es, la constitucin gentica deun individuo o genotipo.

Los gametos (resultado de la meiosis) tienen un nmerohaploide de cromosomas y durante la fecundacin stosse aparean y forman el cigoto, el cual tiene un nmerodiploide de cromosomas o nmero normal de la especie,por lo que en las clulas somticas de los individuos(clulas normales no gamticas), el genotipo estrepresentado por pares de cromosomas homlogos loscuales comparten un sitio idntico para un mismocarcter.

Cada miembro de un par de genes se llama alelo. Silos alelos son idnticos se dice que el individuo que losposee es homocigoto en ese carcter, y puede serhomocigoto dominante u homocigoto recesivo. Por locontrario, un individuo que en un genotipo lleva alelosopuestos o contrastantes respecto de un carcter sedice que es heterocigoto o hbrido.

El padre austriaco Gregorio Mendel trat de descifrar elcomplicado problema de la herencia haciendoexperimentos con una planta.

Y para evitar el riesgo de obtener resultados dudosos,seleccion una planta que tuviera las siguientes carac-tersticas: Poseer caracteres diferenciales constantes;Los hbridos, durante el perodo de floracin, deben estarprotegidos de la influencia de polen extrao. Los hbridosy su descendencia no deben presentar problemas ensu fertilidad en las generaciones sucesivas. Por todoesto se decidi por el gnero Pisum, pues posee lascualidades que l consideraba necesarias.

Finalmente, para sus experimentos, Mendel seleccionsiete caracteres que por tener alelos contrastantes yser fcilmente observables le ayudaron a entender elproceso de la herencia.

Para iniciar sus experimentos permiti la autofecun-dacin durante varias generaciones, lo que favoreci laconstancia de los caracteres a travs de la formacinde lneas puras (homocigotos).

Tambin procedi a efectuar cruzas recprocas entreplantas contrastantes, cuidando que la planta queoriginalmente aportaba los vulos para la fecundacinaportara posteriormente los granos de polen, lo que lepermiti darse cuenta de que los resultados eran siempreiguales, no importando que las plantas aportaran vuloso granos de polen.

Al analizar los resultados de sus primeras cruzas, sedio cuenta de que las caractersticas seleccionadasrespecto al tamao de los tallos, algunas plantaspresentaban tallos largos y otras cortos, pero no habaintermedios, lo que le permiti plantear la hiptesis deque los caracteres heredables existan como factoresindividuales y podan manipularse en la progenie.Actualmente a estos factores heredables se lesconoce como genes.

Sus observaciones han quedado plasmadas en dosleyes: la ley de la segregacin y la ley de la distribucinindependiente.

Ley de la segregacin.

Despus de haber obtenido varias generaciones deplantas por autofecundacin, Mendel observ que losdescendientes son similares a sus progenitores,constituyendo lo que posteriormente se denomin lneaspuras.

Para el inicio de las cruzas utiliz plantas homocigotas,con un solo carcter contrastante, lo que involucrabaun par de alelos, es decir, realiz una cruza monohbrida.Los siete caracteres que seleccion tienen dos expre-siones, una de ellas se comporta como dominante yla otra como recesiva. Para representar el carcterdominante us letras maysculas y para el recesivo,letras minsculas.

As, por ejemplo, en la generacin parental representadapor plantas de una lnea pura en la forma de la vaina, lasde vaina lisa son homocigotos dominantes (AA) y lasde vaina rugosa son homocigotos recesivos (aa); alproducir los gametos, tienen un solo factor: A o a.

Al fecundarse los gametos originan la primera gene-racin filial (F1), formada por genotipos heterocigotos(Aa); fenotpicamente (es decir, los genes expresados)todos son iguales y manifiestan el carcter dominante:vaina lisa, por lo que el carcter de vaina rugosadesaparece en esta generacin.

A = vaina lisaA = vaina rugosa

F1 A Aa A/a A/aa A/a A/a

Resultado = Genotipo = 100% A/a Fenotipo = 100% vainas lisas

Interpretacin = Todos son heterocigotos, y se manifiestael carcter dominante.

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A las plantas de la generacin F1 las autopoliniz yobtuvo una segunda generacin filial (F2), en la cualreaparecen los caracteres originalmente cruzados:vainas lisas y vainas rugosas.

El carcter recesivo que haba desaparecido en la F1solamente permaneci oculto durante una generacin.Y adems en esta nueva generacin (F2), los fenoti-pos liso y rugoso se manifestaron en una proporcindefinida:

F2 A aA A/A A/aa a/A a/a

Resultado =Genotipo: A/A; A/a y a/a.Fenotipo: 75% vaina lisa; 25% vaina rugosa

Interpretacin = Los homocigotos A/A lgicamente seexpresan como vaina lisa; los heterocigotos se expresancomo vaina lisa por ser ste el carcter dominante y loshomocigotos a/a se expresan como vaina rugosa porquea pesar de ser recesivos son dos genes iguales.

Como resultado de estas observaciones, Mendelestableci la ley de la segregacin que dice: Al cruzardos individuos que difieren en un solo carcter, durantela formacin de sus gametos el par de genes respon-sables de cada carcter se separa, de manera que cadagameto contiene solamente un alelo para dicho carcter.

De los alelos, una forma del carcter hereditario es eldominante y evita la expresin del carcter recesivo.

Ley de la distribucin independiente.

Mendel, al proseguir sus experimentos, se dio a la tareade dilucidar si los resultados obtenidos anteriormenteeran semejantes al cruzar plantas con una pareja decaracteres diferenciales. Seleccion plantas de lneaspuras con semillas lisas (AA) y amarillas (BB), que soncaracteres dominantes, y plantas de lneas puras consemillas rugosas (aa) y verdes (bb), que son caracteresrecesivos.

Al formar los gametos, cada progenitor aport un alelode cada par: AB y ab. Despus de la fecundacin, lanica posibilidad de combinacin para los individuos dela generacin F1 era AaBb, es decir, genotiposheterocigotos y dihbridos. La manifestacin de estegenotipo en las semillas fue que todas eran semejantesal progenitor dominante: lisas y amarillas; por lo tanto,nuevamente desaparecan del fenotipo los doscaracteres recesivos.

Sembr estas semillas dihbridas de la F1 y permiti laautofecundacin, con lo que obtuvo la generacin F2.

Al analizar el fenotipo, las semillas obtenidas en la nuevageneracin (F2) se dio cuenta de que en efecto, loscaracteres se separaban independientemente uno delotro en una relacin constante, as obtuvo: 9 semillaslisas y amarillas, 3 semillas lisas y verdes, 2 semillasrugosas y amarillas, y 1 semilla rugosa y verde.

Para facilitar la apreciacin de estas combinacionesgenticas se puede utilizar el cuadro de Punnett, colo-cando en los ejes los genotipos de los gametosmasculinos y femeninos y dentro del cuadro los geno-tipos de los descendientes.

Los ejemplos descritos corresponden al tipo de herenciacuantitativa porque los caracteres son definidos ydistintos unos de otros, por lo que tambin se les llamacaracteres discontinuos.

Mendel fue muy acertado al seleccionar los caracteresque utiliz en sus cruzas porque los genes para cadacarcter est situados en cromosomas diferentes (nohomlogos) y por lo tanto, cada par se hereda conindependencia uno del otro. Sin embargo con losestudios que Morgan y su grupo de genetistas hicieron,se sabe que la distribucin independiente no puedeefectuarse si los pares de genes que se cruzanexisten en el mismo par de cromosomas, ya queestn ligados, lo que generalmente impide lasegregacin independiente; en ocasiones, la ligadurapuede romperse debido al entrecruzamiento y entonceslos genes s pueden separarse.

3. Herencia intermedia o codominancia y heren-cia polignica (Complemento a la gua).

Herencia intermedia o codominancia: Se lleva acabo cuando los dos genotipos se expresan para formarun fenotipo intermedio entre las caractersticas desus progenitores, por ejemplo si en la flor siciliana, secruza una flor roja (Genotipo 1) con una blanca (Genotipo2), el resultado es una flor rosa (Fenotipo Intermedio).Ntese que este fenmeno no se da en todas las cruzas,slo en algunas especies.

Herencia polignica. Es cuando la interaccin dedos o ms pares de genes determinan una solacaracterstica, Ej. Color de piel, estatura. Estos genespueden estar en diferentes lugares de un cromosoma oen diferentes cromosomas.

4. La teora Cromosmica de la herencia.

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En 1866, Mendel public un artculo sobre sus estudiosacerca de la herencia. Sin embargo, los cientficos nose interesaron en su trabajo. No fue hasta el 1900 quetres cientficos europeos, trabajando independiente-mente, redescubrieron el artculo de Mendel. Esto fue16 aos despus de la muerte de Mendel. Cada uno deestos cientficos le dio crdito completo a Mendel porsu brillante trabajo. Se marc as el principio de lagentica moderna.

A principios del siglo, Walter S. Sutton, estudiantegraduado de la Universidad de Columbia en los EstadosUnidos, ley el trabajo de Mendel. Sutton estabaestudiando el proceso de meiosis en los esperma-tozoides del Saltamontes. El observ unas semejanzasentre el comportamiento de los cromosomas y losfactores de Mendel.

Comparacin entre los cromosomas y losfactores de Mendel.

Caractersticas de los Caractersticas de loscromosomas factores de Mendel

Los cromosomas estn Los factores de Mendelen pares. estn en pares.

Los cromosomas se Los factores de Mendelsegregan durante la se segregan durante lameiosis. formacin de gametos.

Las parejas de cromo- Los factores de Mendelsomas se reparten in- se reparten indepen-dependientemente de dientemente.otras parejas de cromo-somas.

En aquella poca, se desconoca la funcin de loscromosomas. Sutton estudi las semejanzas entre losfactores de Mendel y el movimiento de los cromosomasdurante la meiosis. Entonces formul la hiptesis deque los cromosomas eran los portadores de los factores,o genes, descritos por Mendel. Sutton no pudo probarque los genes estaban realmente en los cromosomas.Otros cientficos lo demostraron pocos aos despus.Sin embargo, el trabajo de Sutton llev, a principos delsiglo pasado, a la formulacin de la teora cromosmicade la herencia. La Teora cromosmica de la heren-cia, afirma que los cromosomas son los portadoresde los genes.

Recombinacin cromosmica.

En la Profase I de la Meiosis, los cromosomas hom-logos hacen sinapsis y se aparean intercambiandomaterial gentico esto es a lo que se le llama recombi-nacin cromosmica. Una vez que los cromosomashomlogos ya se aparearon, cada uno se dirige a unpolo de la clula en divisin y de esta manera quedahaploide.

Los cromosomas homlogos son los que tienen losgenes para un mismo aspecto como color de ojos,cantidad de melanina, etc. En los seres humanos existen23 pares de cromosomas homlogos, y cada cromo-soma homlogo solo se puede aparear con su par.

La recombinacin cromosmica, asegura que todos losgametos sean diferentes en informacin gentica, esoexplica las diferencias entre hermanos no homocigotos.

Herencia ligada al sexo y genes ligados alcromosoma X (Complemento a la gua)

Cualquier gen localizado en el cromosoma X o en elcromosoma Y est ligado al sexo. Diversos experimen-tos con la mosca de la fruta pudieron explicar que loscromosomas sexuales no solamente determinan elsexo, sino que tambin portan genes de caractereshereditarios; por ejemplo, la herencia de los ojos blancosen el macho.

Otros ejemplos son: El daltonismo y la hemofilia, quese manifiestan solo en los hombres, las mujeres portanlos genes pero no los manifiestan.

Alteraciones genticas: Mutaciones y aberra-ciones cromosmicas.

1. Mutaciones. Son cambios en el material hereditario.Las mutaciones pasan a las nuevas clulas que seforman durante la divisin celular. Algunas mutacionesno producen efectos visibles. Otras producen efectosdrsticos en un organismo, y a veces en la progenie deese organismo.Las mutaciones pueden comprender la estructura, o elnmero de cromosomas o la naturaleza qumica de losgenes. Un cambio en la estructura o en el nmero delos cromosomas es una alteracin cromosmica.Usualmente, estas alteraciones causan cambiosvisibles en el fenotipo. Un cambio en la naturalezaqumica del DNA es una mutacin gentica. Unamutacin gentica puede o no ser visible en el fenotipo.Las mutaciones somticas ocurren en las clulas delcuerpo de un organismo. Estas mutaciones se trasmitensolo a clulas que vienen de la clula mutante original;nunca pasan a la progenie. Las mutaciones germina-les ocurren en las clulas reproductivas de un organismo.

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Estas mutaciones pueden pasar a la progenie. Muchasmutaciones que producen efectos que se notan sonperjudiciales e interfieren con la capacidad de un organis-mo para funcionar. Los efectos de algunas mutacionesson lo suficientemente severos como para causar lamuerte.Algunas veces, las mutaciones son beneficiosas paraun organismo. En estos casos, una mutacin hace queel organismo pueda sobrevivir mejor en cierto ambiente.

2. Aberraciones cromosmicas. Las mutaciones queafectan a los cromosomas se llaman aberracionescromosmicas. Hay dos clases de aberraciones cro-mosmicas: cambios en el nmero normal decromosomas y cambios en la estructura del cromosomamismo.Durante la meiosis, a veces, las parejas de cromosomasno se separan, a lo que se le llama no disyuncin. Lano disyuncin ocurre cuando una o ms parejas decromosomas no se separan durante la meiosis. La nodisyuncin puede ser con los autosomas o con loscromosomas del sexo. Si ocurre la no disyuncin, losgametos que se forman pueden tener demasiados omuy pocos cromosomas. Si estos gametos se fecundan,la progenie no tendr el nmero correcto de cromosomasen sus clulas. Por lo tanto, la no disyuncin puedecausar anormalidades en su progenie. Ejemplos de nodisyuncin, tenemos varios: Sndrome de Down dondehay 3 cromosomas 21; Sndrome de Turner, dondehay slo un cromosoma X.

5. Desarrollo y uso de la ingeniera gentica.

Una mejor comprensin del gene y de su accin hallevado a los cientficos a desarrollar tcnicas que lespermiten alterar la estructura del DNA. La alteracin dela estructura de una molcula de DNA, sustituyendogenes de otra molcula de DNA se llama ingenieragentica. La molcula de DNA que se forma al combinardos molculas distintas de DNA se llama DNArecombinante.

Los cientficos usan la bacteria Escherichia coli paraestudiar el DNA recombinante. E. Coli tiene un cromo-soma grande que est en el citoplasma. La bacteriapuede tambin contener plsmidos, que son pequeospedazos circulares de DNA. El cromosoma y losplsmidos se duplican cada vez que la clula se divide.Los ingenieros genetistas pueden introducir genes enun plsmido para alterar las reacciones qumicas dentrode la clula. Entonces, al DNA de este plsmido lorompe, en cierto punto, un tipo especial de enzima. Almismo tiempo que se rompe el plsmido, un pedazo deotra molcula de DNA se rompe de la misma manera.Este pedazo de DNA se introduce despus en elplsmido. El plsmido partido se une al nuevo pedazo

de DNA y vuelve a la estructura circular original. Estatcnica se llama empalme de DNA. El nuevo plsmidoes una combinacin de la molcula original de DNA yde un pedazo nuevo de DNA. Este plsmido vuelve aintroducirse en la bacteria. Cuando la bacteria se duplica,el nuevo DNA tambin se duplica.De esta forma se puede por ejemplo introducir el gende la insulina en un plsmido bacteriano para que labacteria sintetice la protena insulina.

EVOLUCIN

1. Teora de los caracteres adquiridos (Lamarck).Lamarck public su obra Filosofa zoolgica, donde seexpone una teora de la evolucin orgnica en la cualsostena que los seres vivos tienen una fuerza innatacon la que luchan contra las vicisitudes del medio y, deesta manera, adquieren caractersticas fsicas que lespermiten vivir en su ambiente; una vez desarrolladasestas caractersticas, se propagan a las generacionessucesivas.

2. Teora de la Seleccin Natural (Darwin-Walla-ce).

Darwin, de comn acuerdo con Wallace, publica lasiguiente teora de la evolucin: La variabilidad gentica es inherente a las especies

tanto de animales como de plantas. De cualquier especie nacen ms individuos de los

que pueden obtener su alimento y sobrevivir, y porlo tanto existe una lucha por la existencia.

Como el nmero de individuos de cada poblacinpermanece ms o menos constante, perece undeterminado porcentaje en cada generacin.

Si los descendientes de una especie persistieranen su totalidad, pronto dominaran a otras especies.

3. Mecanismos de la evolucin: seleccin natural,migracin, deriva gnica, variacin gentica,mutacin y aislamiento geogrfico.

Seleccin Natural: Es el proceso de la super-vivencia de aquellos organismos mejor adaptados asu ambiente.

Migracin: Es cuando una poblacin, se dirige aotro lugar, en busca de mejores condicionesambientales.

Deriva gnica: Es el cambio en el fondo gentico,causado por el azar. La deriva gnica puede trabajara favor o en contra de la seleccin natural. Porejemplo, puede disminuir la frecuencia de un genefavorable que est presente en una frecuencia baja.

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Variacin gentica: Son las diferencias percep-tibles o manifestaciones genticas marcadamentediferentes entre s, entre los individuos de unaespecie.

Mutacin: Es cualquier cambio en el material gen-tico de un individuo.

Aislamiento geogrfico: Ocurre cuando una barre-ra fsica, como una cadena de montaas, evita quelos miembros de dos poblaciones puedan tenercontacto unos con otros. Por lo tanto, no es posibleel cruce entre dos poblaciones.

4. La evolucin como explicacin de la diver-sidad biolgica.

La evolucin es un proceso de cambio mediante el cualse forman nuevas especies de especies preexistentes.La evolucin explica cmo se han desarrollado lasdiferentes formas de vida y por qu todo lo que vivemuestra semejanzas y diferencias.

En resumen, segn la teora de la evolucin la diversidadbiolgica, es decir especies muy variadas y diferentesentre s, se debe a la evolucin.

TAXONOMA

1. Criterios de clasificacin.

Carlos Linneo, bas su sistema de clasificacin ensimilitudes en la estructura del cuerpo. Por ejemplo,consider que un murcilago era mamfero porque tenamuchas similitudes estructurales con otros mamferos.El mero hecho de que tuviera alas no lo calificaba paraser un pjaro. Otra evidencia demuestra que, a pesarde que los murcilagos tienen alas, son mamferos yno pjaros.El trabajo de Linneo en taxonoma se hizo ms de unsiglo antes que los trabajos de Darwin o Mendel. Despusque Darwin present su Teora de la Evolucin, loscientficos vieron las diferencias y similitudes en losorganismos como productos de la evolucin. Hoy, elnfasis mayor de la taxonoma es el estudio de lasrelaciones evolutivas.La clasificacin de una especie est basada en la historiaevolutiva de esa especie. Por ejemplo, en una poca,los conejos y las ardillas estaban clasificados comoroedores. El estudio de fsiles primitivos de conejosdemuestra que evolucionaron de un antecesor diferenteal antecesor de los roedores. Por esta razn, ahora losconejos se clasifican en un grupo separado de losroedores.Muchas de las ideas que apoyan la Teora de la Evolucin

dan una base til para clasificar un organismo comouna especie en particular. Hoy, los taxnomos que clasi-fican los organismos los estudian de diversas maneras:1. Se estudia la estructura general del organismo pa-

ra tratar de encontrar estructuras homlogas.Recuerda que las estructuras homlogas sonestructuras que tienen una similitud bsica y sehan desarrollado en organismos que pueden habertenido un antecesor comn. Por ejemplo, las alasde un pjaro y la pata de una tortuga son estructurashomlogas.

2. Se estudia el ciclo de vida de la especie para buscarun parecido biolgico con otros grupos deorganismos.

3. Se estudia el registro fsil, si est disponible, paramostrar las relaciones entre organismos a travsdel tiempo.

4. Se determina el grado de parecido bioqumicoentre las especies. El orden de aminocidos enprotenas similares es diferente de una especie aotra. Las similitudes en el orden de aminocidos deciertas protenas pueden ayudar a determinar cmoclasificar los organismos.

5. Se estudia el parecido gentico entre los cromo-somas de diferentes especies. La informacin sobreeste parecido puede dar claves muy importantespara la clasificacin. Se pueden encontrar rela-ciones entre diferentes especies estudiando ycomparando segmentos de:

6. DNA. Mientras ms parecido sea el orden de lasbases de los nucletidos, ms estrechamenterelacionadas estn las especies.

2. Caractersticas de los grandes reinos.

La categora taxonmica, es un sistema jerrquico yconsiste de una serie de grupos ms pequeos que seorganizan en grupos ms grandes.

Reino. Grupo de flumes estrechamente relacionados.

Flum. Es un grupo de clases estrechamente relacio-nadas.

Clase. Es un grupo de rdenes estrechamente rela-cionados.

Familia. Es un grupo de gneros estrechamente rela-cionados.

Gnero. Es un grupo de especies relacionadas.

Especie. Es un grupo de organismos de un tipo particularque pueden entrecruzarse y producir cras frtiles encondiciones naturales.Caractersticas de los diferentes reinos.

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1. Reino Monera. Son organismos procariontes,unicelulares, algunos son auttrofos y algunoshetertrofos, Ej.: Las bacterias.

2. Reino Protista. Son organismos eucariontes,unicelulares, algunos son auttrofos y algunoshetertrofos, Ej.: La amiba.

3. Reino Fungi. Son organismos eucariontes, pluri-celulares y hetertrofos. Ej.: Los hongos.

4. Reino Plantae. Son organismos eucariontes,pluricelulares y auttrofos, Ej.: Conferas.

5. Reino Animalia. Son organismos eucariontes,pluricelulares y hetertrofos, Ej.: Perro y hombre.

ECOLOGA

1. Estructura del ecosistema.

El ecosistema se considera la unidad fundamentalde organizacin en ecologa y la unidad estructuralde la ecsfera.El conjunto de elementos que forman el ecosistema yque por lo tanto integran el ambiente natural estorganizado en los grupos siguientes:

Elementos abiticos. Componen la parte fsica oinerte de los ecosistemas, tales como: energa solar,atmsfera, agua, suelo, relieve, sustrato geolgicoy clima.

Elementos biticos. Forman la parte viva del siste-ma ecolgico, es decir, plantas, microbios, hongos,animales y el hombre.

Todos los elementos del ecosistema interactan demanera holstica, es decir, integral; por esta razn, noes fcil aislar uno de ellos y cambiarlo sin afectar a losdems.

2. Flujo de Energa de los ecosistemas.

El flujo de energa en la biosfera se efecta en forma demolculas de alto poder energtico; estas molculas,elaboradas y almacenadas por los productores (aut-trofos), sirven de alimento a una serie de consumidores(hetertrofos); y, como etapa final, la energa no utilizadapor productores ni consumidores es liberada por losdesintegradores (reductores o putrefactores).

3. Ciclos biogeoqumicos: carbono, nitrgeno,fsforo.

Los seres vivos necesitan alrededor de 40 elementos

qumicos para su desarrollo; entre ellos, los fundamen-tales son: carbono, hidrgeno, oxgeno, nitrgeno, azufrey fsforo. La existencia de stos en la naturaleza eslimitada; por ello, deben reciclarse de manera constante.As surgen los llamados ciclos biogeoqumicos, quepermiten la disponibilidad de estos elementos una yotra vez, transformndose y recirculando a travs de laatmsfera, hidrsfera, litsfera y bisfera, es decir laecsfera.

Los ciclos biogeoqumicos pueden ser de dos tipos: De nutrientes gaseosos. Cuya fuente de aporte

es la atmsfera: Ej. carbono, oxgeno y nitrgeno.

De nutrientes slidos. Proporcionados por lacorteza terrestre; por ejemplo: Fsforo y azufre.

El agua desempea un papel fundamental en los ciclosbiogeoqumicos, ya que los nutrientes atmosfricosllegan a la superficie terrestre con la lluvia; los nutrientesslidos provienen de minerales de rocas desgastadas ydisueltas por el agua, adems, las plantas absorbenlos nutrientes minerales disueltos en este lquido.

Ciclo del Carbono.

El carbono se encuentra en la atmsfera como bixidode Carbono gaseoso. Las plantas toman el Bixido decarbono directamente del medio donde vive y con lfabrican carbohidratos y algunos lpidos durante lafotosntesis. Al alimentarse de plantas, los animalesingieren los compuestos complejos elaborados a partirde bixido de carbono y agua. El bixido de carbonoregresa a la atmsfera a travs de la respiracin de losseres vivos, por desintegracin bacteriana o comoresiduo de las combustiones.

Ciclo del Nitrgeno.

Representa un ejemplo tpico de nutrientes gaseosos.Constituye el elemento predominante de la atmsfera(79%). Las bacterias nitrificantes fijan el nitrgenoatmosfrico y lo convierten en sales de nitrgeno, nitritoso nitratos, que las plantas absorben del suelo a travsde sus races.

Con el nitrgeno, la planta fabrica protenas durante lafotosntesis, las cuales son ingeridas en forma directapor herbvoros o indirecta por carnvoros. Cuando losorganismos mueren, sus cuerpos son desintegrados porla accin bacteriana, formndose amoniaco; otrasbacterias convierten el amoniaco en nitratos, o lo liberanen forma gaseosa por accin de bacterias desnitri-ficantes; de esta manera el nitrgeno regresa a laatmsfera.Ciclo del Fsforo.

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El fsforo es un elemento esencial para los seres vivos,ya que forma parte de la estructura de los cidosnucleicos, y de las molculas productoras de energa(ATP).

Es un ejemplo de nutriente slido que forma parte delsuelo; se le encuentra en forma de fosfatos disueltosen agua, cuyo origen es la corteza terrestre.Las plantas absorben el fsforo del suelo y lo integranal ADN, ARN y ATP de todas sus clulas.

Los animales lo obtienen al ingerir vegetales u otrosanimales.

Los restos de animales y vegetales muertos, as comolos materiales de desecho, sufren la accin de bacteriasfosfatizantes, las cuales liberan los fosfatos incorpo-rndolos al suelo.

El agua arrastra a la mayora de los fosfatos del suelo ylos conduce a travs de ros, lagos y mantos freticoshasta depositarlos en el mar. El fsforo tambin esconsumido por la flora y la fauna acuticas.

Las aves marinas recuperan un poco del fosfatodepositado en el mar al consumir productos acuticos,pero la mayor parte de este elemento no vuelve al ciclo,por lo que prcticamente todo el fsforo que circula esel producto de nuevas aportaciones del sustratogeolgico.

4. Ecologa de poblaciones, comunidades y eco-sistemas.

La atencin de los eclogos puede enfocarse en tresniveles de organizacin:

Poblacin. Organismos de la misma especie que vi-ven en un rea especfica; por ejemplo: poblaciones degorriones o de pinos en un bosque.

Comunidad. Conjunto de organismos de especiesdiferentes que viven en un rea e interactan a travs derelaciones trficas y espaciales. Por ejemplo: la comu-nidad del desierto incluye plantas, animales y microbiosque viven en el rea.

Ecosistema. Comunidad relacionada con su ambienteabitico, con el que interacta en conjunto; por ejemplo:la comunidad desrtica ms su suelo, clima, agua, luzsolar y otros, forman el ecosistema llamado desierto.

En el siguiente apartado se desarrollar el tema deecologa de poblaciones que tambin es aplicable a las

comunidades y a los ecosistemas.

El objetivo de la ecologa de poblaciones (tambincomunidades y ecosistemas) es determinar lascausas que inducen la abundancia de algunasespecies en un sitio determinado. Trata de explicarlas tasas de crecimiento, los mecanismos evolutivos ylas perspectivas futuras.

Su elemento bsico de estudio es la poblacin (comu-nidad y ecosistema).

Las poblaciones (tambin las comunidades y losecosistemas), interactan unos con otros a su nivel deorganizacin, por lo que se distinguen dos tipos derelaciones: relaciones intraespecficas y relacionesinterespecficas.

Relaciones intraespecficas. Son las relacionesdesarrolladas entre los miembros de una mismapoblacin.

Casi todas las relaciones que se dan en los agrupa-mientos tienden a aumentar el nmero de individuos dela poblacin; cuando as sucede, se considera que larelacin es positiva (+); cuando sucede lo contrario, esdecir, que la poblacin disminuye por elevarse el nmerode muertes o de emigraciones, las relaciones entre losindividuos son negativas (-).

En una poblacin siembre hay relaciones positivas ynegativas; si el ecosistema est en equilibrio, estasrelaciones, en combinacin con diferentes factoresbiticos y abiticos, mantienen un nmero estable deindividuos.

Relaciones interespecficas. Son las relacionesdesarrolladas entre diferentes poblaciones.

Siempre que una poblacin interacta con otra, una deellas o ambas modifican sus tasas de crecimiento. Siuna poblacin es beneficiada, su velocidad de creci-miento tiende a aumentar (+), pero si es perjudicada,esta tasa tiende a disminuir (-).

En ocasiones las interacciones resultan provechosaspara ambas (+/+), otras tienen efectos mixtos (+/-) yotras ms son perjudiciales para las dos poblacionesinvolucradas (-/-). El efecto nulo se seala con 0.

Existen siete modalidades de relaciones interespe-cficas:

Cooperacin (+/+). Ambas especies se benefician, msno son dependientes, ya que pueden vivir aisladas.Mutualismo (+/+). Beneficio para ambas especies, pero

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su relacin es tan ntima que ya no pueden sobrevivir sise separan. Ej.: bacterias nitrificantes en las races delas plantas.

Comensalismo (+/0). Una de las especies se beneficia,pero sin causar dao a la otra.

Amensalismo (-/0). Una especie inhibe el crecimientoy supervivencia de la otra, sin sufrir ninguna alteracin.Recibe tambin el nombre de exclusin.

Competencia (-/-). Se presenta cuando dos poblacionesde especies distintas se rivalizan por la obtencin dealgn recurso ambiental. Si dos poblaciones necesitanel mismo recurso, cada una de ellas trata decontrarrestar la velocidad de crecimiento de la otra.

Depredacin (+/-). Relacin en la cual una especie(depredador), ataca y mata a otra (presa) paraalimentarse. La poblacin depredadora se beneficia, entanto que la poblacin presa se inhibe. Son comuneslos grandes depredadores como leones, tigres, lobos,pumas, etc.

Parasitismo (+/-). Se trata de la interaccin de dosespecies, una de las cuales (el parsito) se alimenta aexpensas de otra (el husped). Esta relacin esnecesaria para que el parsito sobreviva y en ocasionescausa la muerte del husped. Ej.: lombriz en el intestinodel hombre.

De todas estas relaciones, las que tienen especialinters para la ecologa de poblaciones son depredacin,competencia y parasitismo.

5. Deterioro ambiental.

Las relaciones entre el hombre y los recursos soncontradictorias, ya que las sociedades humanas creceny se desarrollan a expensas de sus recursos naturales,pero al mismo tiempo los destruyen de manera inmo-derada.

De acuerdo con la calidad de las tcnicas de explo-tacin, se daa en mayor o menor medida a losecosistemas. A la intensidad del dao ocasionado a unhbitat se le conoce como deterioro ambiental.

Un ejemplo de deterioro ambiental se puede ver en elestado de Tlaxcala, que en principio tena 350000hectreas de bosques; en 1949 quedaban 108000 y enla actualidad quedan menos de 60000.Todas las formas de deterioro ambiental han ocasionadola extincin de varias especies de plantas y animales,adems son la causa de que otras especies estn

prximas a desaparecer.

Aqu termina el temario solicitado por la gua de la UNAMpara preparar el examen de admisin a licenciatura. Sinembargo se ha considerado aadir unos temas extraspor su importancia.FORMAS DE REPRODUCCIN BACTERIANA

1. FISIN BINARIA. Es el proceso mediante el cualse divide la mayora de las bacterias. La expresinfisin binaria significa Partirse en dos. Este procesoes ms sencillo que la mitosis. Algunas de lascaractersticas de la mitosis no se ven en la fisinbinaria. A diferencia de la mitosis en la fisin binaria,no hay centriolos ni fibras del huso. Durante la fisinbinaria, se duplica el cido nucleico bacteriano.Despus, empieza a crecer una membrana entre elcido nucleico duplicado y se divide la pared celularpara formar dos clulas bacterianas independientes.Las bacterias pueden completar la fisin binaria entan solo unos 20 minutos.

2. FORMACIN DE ENDOESPORAS. Las bacteriasse vuelven inactivas cuando las condiciones no sonfavorables. Bajo condiciones adversas, muchasbacterias del tipo de los bacilos forman una cubiertadura llamada endoespora. Una endoespora es unaespora que se forma dentro de la clula. Cuando lacubierta ya est formada, el bacilo se rompe y selibera la endoespora. La endoespora libre sigueinactiva mientras las condiciones no sean favorables.Es muy resistente al calor, a la congelacin, a ladesecacin, a la radiacin y a algunas sustanciasqumicas txicas. Al ser favorables de nuevo lascondiciones, la endoespora germina. Solo unaspocas especies de bacterias producen esporas. Susesporas estn virtualmente dondequiera. Por esoes que se necesita buscar las maneras de destruirlas esporas antes y durante la ciruga, al enlataralimentos y en los laboratorios. Generalmente, sematan las bacterias en un autoclave, que mantienea las bacterias a alta presin y temperatura duranteel tiempo necesario para destruirlas.

3. LA CONJUGACIN Y LA TRANSFORMACIN.

La conjugacin es la transferencia de material genticode una bacteria a otra mediante el contacto directo declula a clula. Esto sucede mediante la formacin deun puente entre los pilli de dos bacterias. Una vezformado el puente, las bacterias intercambian plsmi-dos, que son las unidades ms pequeas de materialgentico en las bacterias, contienen 1 2 genes.

La transformacin es otra forma de mover los genes

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entre las bacterias. La transformacin es el procesomediante el cual el material gentico que se absorbedel ambiente sustituye parte del DNA de la bacteria.Una bacteria puede causar enfermedades porque, porla transformacin, ha heredado los genes que causancierta enfermedad.

BIBLIOGRAFA

CERVANTES, HERNNDEZ. Biologa General.Mxico. Publicaciones Cultural. ltima edicin.

BAHRET. Biologa. E.U.A. Prentice Hall. Edicin1987.

DE LA LLATA. Qumica Orgnica. Mxico.Progreso. Primera Edicin.

ZARZA MEZA. Introduccin a la bioqumica. Mxico.Trillas. Primera Edicin.

PREGUNTAS TIPO EXAMEN PARA REPASARLOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS.

1. Segn la teora celular, Qu postulado dice quetodas las reacciones metablicas de un organismose producen en cada una de las clulas?

A) Unidad anatmica.B) Unidad estructural.C) Unidad fisiolgica.D) Unidad bioqumica.E) Unidad orgnica.

2. Va metablica que como producto final rinde 2 ATPnetos.

A) Ciclo de Krebs.B) Fosfato de Pentosas.C) Gluconeognesis.D) Lipognesis.E) Gluclisis.

3. Principal producto de la gluclisis que es alimen-tador del Ciclo de Krebs.

A) Acetil Coenzima A.B) Piruvato.C) Oxaloacetato.D) Glicerol Fosfato.E) Fosfo enol piruvato.

4. Molcula que se forma como condensacin delacetil Co-A con el Oxaloacetato.

A) Succinil Co-A.B) Cetoglutarato.C) Glutamato.D) Fumarato.

E) Citrato.

5. Su actividad bsica es acelerar los procesosqumicos que se llevan a cabo durante el meta-bolismo de las clulas de los seres vivos.

A) Vitaminas.B) Protenas.C) Enzimas.D) Lpidos.E) Carbohidratos.

6. Se transportan en la cadena respiratoria hasta eloxgeno para formar agua.

A) Protones.B) Neutrones.C) Adherones.D) Electrones.E) Deuterones.

7. Son estructuras membranosas y grandes que sonms frecuentes en vegetales y su funcin es alma-cenar.

A) Los ribosomas.B) Las mitocondrias.C) Los cloroplastos.D) Las vacuolas.E) Los centrolos.

8. Capa germinal del embrin humano que da origenal sistema nervioso.

A) Mesodermo.B) EctodermoC) Endodermo.D) Cresta neural.E) Blastocele.

9. De los siguientes postulados, pertenece a la teoracelular actual:

A) Unidad anatmica.B) Unidad fisiolgica.C) Unidad de origen.D) Unidad lgica.E) Unidad gentica-evolutiva.

10. Organelo cuya funcin es la sntesis de protenas.

A) Cloroplasto.B) Ribosoma.C) Aparato de Golgi.D) Mitocondria.E) Nucleolo.

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11. Organelo cuya funcin es la produccin de ATP pormedio de la respiracin celular.

A) Cloplasto.B) Ribosoma.C) Aparato de Golgi.D) Nucleolo.E) Mitocondria.

12. Es el proceso de sntesis compuesto, en general.

A) Anabolismo.B) Catabolismo.C) Metabolismo.D) Ciclo de Krebs.E) Gluclisis.

13. Es el proceso de degradacin de molculas com-plejas en molculas simples.

A) Catabolismo.B) Metabolismo intermediario.C) Ciclo de Krebs.D) Cada Respiratoria.E) Gluclisis.

14. Nmero de cromosomas que posee un gameto encondiciones normales.

A) 23.B) 46.C) 92.D) 22.E) 21.

15. Son seres que viven a expensas de otro, perjudi-cndolos.

A) Parsitos.B) Patgenos.C) Enzimas.D) Bacterias.E) Virus.

16. Organelo que se encarga de captar la luz en elproceso de la fotosntesis.

A) Mitocondria.B) Pared celular.C) Parnquima.D) Tejido de empalizada.E) Cloroplasto.

17. Es el proceso de respiracin celular que se realizaen el citoplasma:

A) Gluclisis.B) Fotosntesis.C) Ciclo de Krebs.

D) Peptidizacin.E) Catabolismo.

18. La informacin gentica que contiene el ncleo yel nucleolo est contenida en:

A) El ATP.B) Las hormonas.C) DNA y RNA.D) Vitaminas.E) Glndulas endcrinas.

19. Una de las siguientes fases no pertenece al procesode la mitosis.

A) Interfase.B) Profase I.C) Metafase.D) Anafase.E) Telofase.

20. Fase de la mitosis donde los cromosomas tomannuevamente forma de hilos y el huso mittico serompe.

A) Profase.B) Metafase.C) Anafase.D) Telofase.E) Profase II.

21. Fase de la meiosis donde quedan formados losgametos.

A) Telofase II.B) Profase I.C) Metafase II.D) Intercinesis.E) Anafase II.

22. Es la formacin de un nuevo individuo a partir declulas paternas, sin que exista meiosis. Hay unsolo progenitor.

A) Huevo.B) Cigoto.C) Mrula.D) Blstula.E) Asexual.

23. Teora que supone que la vida tiene un origenqumico:

A) Mendel.B) Oparin-HaldaneC) Arrhenius.D) Lamarck.E) Darwin.

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24. Son organismos que sintetizan su propio alimento.

A) Hetertrofos.B) Herbvoros.C) Carnvoros.D) Auttrofos.E) Macrfagos.

25. Teora que supone que algunos organelos celularescomo las mitocondrias se originaron a partir deorganismos fagocitados dentro de otros.

A) Lamarck.B) Oparin.C) Einstein.D) Endosimbitica.E) Darwin.

26. Es un organelo que no se encuentra en eucariontesanimales.

A) Membrana celular.B) Mitocondria.C) Lisosoma.D) Ribosoma.E) Pared celular.

27. Enzima que convierte piruvato en lactato.

A) Lactato hidrolasa.B) Lactato transferasa.C) Lactato deshidrogenasa.D) Lactato acil coenzima A.E) Piruvato hidrolasa.

28. Mecanismo que da la fuerza para la sntesis delATP.

A) La fuerza electromotriz.B) La fuerza de los neutrones.C) La energa mecnica de membrana.D) Gradiente de protones.E) La fuerza del bombeo de electrones.

29. Por un pico de esta hormona se produce la ovula-cin.

A) Estrgenos.B) FSH.C) LH.D) Oxitocina.E) Prolactina.

30. Cmo se llama a cada miembro de un par de ge-nes?

A) Par gen.B) Genes homlogos.

C) Genes heterlogos.D) Genes hometicos.E) Alelos.

31. Tipo de herencia que se lleva a cabo cuando losdos genotipos se expresan.

A) Polignica.B) Mendeliana.C) Darwiniana.D) Codominancia.E) Epistasis.

32. Es cualquier cambio de un carcter heredable enun individuo.

A) Mitosis.B) Mutacin.C) Aberracin.D) Enfermedad gentica.E) Evolucin.

33. La interaccin de dos o ms pares de genes deter-minan una sola caracterstica.

A) Codominancia.B) Herencia simple.C) Herencia polignica.D) Herencia compuesta.E) Herencia autonmica recesiva.

34. Es el proceso de la supervivencia de aquellos orga-nismos mejor adaptados a su ambiente.

A) Seleccin natural.B) Variacin.C) Sobreproduccin.D) Competencia.E) Especiacin.

35. En Taxonoma es un grupo de rdenes estrecha-mente relacionados.

A) Reino.B) Flum.C) Familia.D) Clase.E) Gnero.

36. Organismos ms utilizados para la recombinacingentica.

A) Ratones.B) Conejos.C) Perros.D) Bacterias.E) Eucariontes.

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37. Componen la parte fsica o inerte de los ecosis-temas.

A) Factores abiticos.B) Factores biticos.C) Animales.D) Rocas.E) Agua y minerales.38. Organismos unicelulares, algunos auttrofos, algu-

nos hetertrofos, incluyen a la amiba.

A) Bacterias.B) Procariontes.C) Protistas.D) Parsitos.E) Eucariontes en general.

39. Son las relaciones desarrolladas entre los miembrosde una misma poblacin.

A) Relaciones intraespecficas.B) Relaciones trficas.C) Relaciones espaciales.D) Relaciones interespecficas.E) Relaciones de cooperacin.

40. En esta relacin, una de las especies se beneficia,pero sin causar dao a la otra.

A) Parasitismo.B) Comensalismo.C) Amensalismo.D) Mutualismo.E) Cooperacin.

41. De los siguientes, uno no es necesario para la vidadel hombre.

A) Fsforo.B) Arsnico.C) Oxgeno.D) Hidrgeno.E) Glucosa.

42. Es la molcula que al romper sus enlaces aportala energa celular.

A) Aminocidos.B) Protenas.C) Carbohidratos.D) DNAE) ATP.

43. Es el proceso mediante el cual se divide la mayorade las bacterias.

A) Partenognesis.B) Esporulacin.

C) Gametognesis.D) Fisin binaria.E) Conjugacin.

44. El ala de un pjaro y el brazo del hombre sonestructuras:

A) Parecidas.B) Heterlogas.C) Homlogas.D) No parecidas.E) Similares.

45. Es la unidad mnima de material gentico en unabacteria.

A) Opern.B) RNA.C) Plsmido.D) Mesosoma.E) Ncleo.

46. Producto final de la gluclisis en ausencia deoxgeno.

A) Piruvato.B) Lactato.C) Nueva glucosa.D) Azcares ms cortos.E) Azcares desoxigenados.

47. Molcula que rinde 3 ATP en Cadena respiratoria.

A) FADHB) Oxgeno.C) NADHD) Piruvato.E) Glucosa.

48. Cantidad de energa que rinde una molcula deglucosa en la Gluclisis.

A) 36 ATP.B) 3 ATP.C) 2 ATP.D) 56 ATP.E) 34 ATP.

49. Cantidad de energa que rinde una molcula deGlucosa en el Ciclo de Krebs.

A) 1 ATP.B) 12 ATP.C) 36 ATP.D) 45 ATP.E) 34 ATP.

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50. Cualquier gen ligado al cromosoma X o al cromo-soma Y se llama.

A) Ligado al sexo.B) Autonmico.C) Dominante.D) Recesivo.E) Homlogo.

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