Instituto Privado Fray Luis Beltrán

Actividades para Biología de 3° año

Profesores:

Ana Laura Spizer D analauraspizer@hotmail.com

Sandra Domínguez B y C sandlaprofe@hotmail.com.ar

Marcos Sola 3 A msola72@hotmail.com

Estimados alumnos de 3 año. Estas actividades fueron pensadas para que

ustedes las puedan hacer desde su casa. Deberán enviarlas por medio de

correo electrónico a sus respectivos profesores cuando terminen TODAS

LAS ACTIVIDADES: en este caso son tres.

Cuando envíen las actividades, deberán especificar curso y sus nombres,

por ejemplo: “Actividades – 3 A, B, C o D Biología alumno Juan Pérez”

Herramientas para trabajar

El uso de modelos ¿Quién? ¿Yo?

Conceptos, modelos, teorías, y leyes son sistemas explicativos que usamos para dar cuenta de las observaciones. Estos son abstracciones que se alejan de la realidad observada, pero que nos sirven para explicar, interpretar y predecir lo que observamos. Estas construcciones teóricas deben tener un sustento evidencial; se basan, generalmente, en evidencias. Este aspecto de la ciencia está relacionado con la capacidad creativa de los científicos. En los párrafos siguientes discutiremos el uso de modelos, ya que es muy corriente en la escuela Media. En general, todas aquellas ideas inventadas que explican observaciones acotadas se llaman modelos. Las teorías son modelos de gran alcance, ya que tienen la capacidad de explicar un conjunto más amplio de observaciones. En ciencia, usamos modelos que reproducen aquello de lo que estamos hablando. Los modelos nos permiten analizar e intentar comprender cosas que en la realidad no podríamos o serían muy difíciles de observar. Los modelos son, además, herramientas de pensamiento. Nos ayudan a pensar y comprender ciertos fenómenos. Cuando usamos modelos en clase, es importante tener en cuenta algunos aspectos:

Sus limitaciones. Los modelos son construcciones y, como tales, son recortes que hacemos de la realidad. Es decir, las limitaciones están dadas por la naturaleza de los modelos ya que, en general, son simplificaciones de la realidad y, como tales, no toman en cuenta todos sus aspectos.

Los modelos no son verdaderos ni falsos, ya que no son el fenómeno sino una representación. Los modelos son buenos o malos según se adecuen o no a nuestras necesidades.

Es importante recalcar la naturaleza temporal de los modelos; si uno no resulta adecuado, lo cambiamos. La revisión de modelos es un paso necesario en la construcción del conocimiento.

En general, los modelos que usamos en la escuela son imágenes o representaciones físicas de lo estamos estudiando. Estos se construyen usando analogías o sistemas que suponemos se comportan de una manera similar. Un ejemplo de modelo comúnmente utilizado en la escuela es describir el corazón como una bomba. Cuando trabajamos con

analogías y comparaciones, es importante hacer explícitas las relaciones, es decir,

establecer no sólo las similitudes entre el objeto y el concepto científico en cuestión,

sino también las diferencias entre ellas. ¿En qué se parecen la estructura del ADN y

una escalera caracol? Ambas tienen peldaños (en el caso del ADN, estos están

representados por los puentes de hidrógeno) y se enrollan. ¿En qué se diferencian? La

escalera se usa para subir o bajar de nivel, pero no podemos decir lo mismo de la

estructura del ADN.

Actividad 1

1. ¿En qué consistía el modelo atómico? (podés buscar la respuesta en tus carpetas

y/o libros de segundo o primer año)

2. Observá el siguiente video como ejemplo de modelo matemático aplicado a la

Biología:

https://www.youtube.com/watch?v=Sdn5Phjmq3I

O lo podés buscar así: “Las Matemáticas del Coronavirus”. Realiza un breve comentario

sobre el video: ¿Qué nos muestra? ¿Qué aporte realiza las matemáticas para entender

al coronavirus? ¿Qué te pareció el video?

PARA RECORDAR: ¡Conocimientos previos para tener en cuenta!

Leer, analizar y responder:

EVOLUCIÓN QUIMICA Y CELULAR

En 1953, en la Universidad de Chicago, los químicos Stanley

Miller (izquierda) y Harold Clayton Urey (abajo), realizaron un

experimento fundamental: la reproducción en laboratorio de las

condiciones imperantes en la Tierra primitiva hace cuatro mil

millones de años. El experimento consistió en colocar en un matraz

de 500cc, mezclas gaseosas que se suponían se hallaban en la Tierra

primitiva: H2, NH3, CH4 y H2O (en forma de vapor), también

hicieron otras pruebas con CO2 en lugar de CH4, con idénticos

resultados. Este recipiente se hacía hervir y los gases producidos

circulaban por un sistema cerrado de tubos hacia otro matraz, más

grande, de 5000 cc de capacidad, donde

eran sometidos a descargas eléctricas semejantes a las que existían

en la atmósfera primitiva. Este proceso se repitió varias veces, es

decir, se hicieron varias pasadas de los gases y compuestos

producidos por el aparato ideado por Miller y Urey, los productos

de estas reacciones se acumulaban disueltos en la parte inferior del

mecanismo. El sistema tenía también llaves en diferentes partes de

los tubos para extraer muestras en distintas etapas del experimento.

Después de una semana se pudieron identificar compuestos como

aminoácidos, aldehídos, ácidos y azúcares.

Fig. 1 - Aparato usado por Miller y

Urey para reproducir las

condiciones de la atmósfera

primitiva

La importancia de este experimento

radica en que comprobó que era

posible, en las condiciones que

presentaba la atmósfera primitiva, que

se sintetizaran compuestos orgánicos

esenciales para los seres vivos como los

aminoácidos, hecho que era sostenido

por la hipótesis de Oparin y Haldane.

El bioquímico británico J. B. Haldane, en 1929, publicó su teoría que señalaba que la

atmósfera de la Tierra primitiva era reductora, sin oxígeno libre. Esta carencia de O2

significaba que la capa de ozono aún no se había formado, recordemos que es esta capa la que

actualmente filtra las radiaciones ultravioletas provenientes del Sol, y que fue originada por la

actividad fotosintética de organismos vivos, que no existían en ese momento de la evolución.

Según este autor las UV proporcionaron la energía necesaria para las uniones químicas,

de compuestos orgánicos formados a partir de H2O, CO2 y NH3. Como no existía O2 estos

compuestos no eran destruidos por las UV, como sucedería actualmente, y podían ser

almacenados en los mares y océanos primitivos.

El bioquímico ruso A. I. Oparin en 1924, había expuesto en una breve monografía, ideas

muy parecidas con respecto al origen de la vida, ya señalamos sus diferencias con respecto a la

fuente de carbono (Haldane estaba a favor del CO2 y Oparin del CH4).

Pero los trabajos de ambos pasaron sin mucho eco entre la comunidad científica, debido

a que gracias a los experimentos de Pasteur, había sido desechada la teoría de la generación

espontánea (que afirmaba que la vida surgía de la materia inerte: no viviente); y la hipótesis

de Oparin y Haldane parecía avalar esta teoría, pero no era así. Estos investigadores sostenían

que la vida podía haber surgido a partir de materia no viviente solamente en las condiciones

de la Tierra primitiva, que incluía además la no competencia con otros seres vivos.

Al aparecer la vida destruyó las condiciones que la hicieron

posible.

Estos dos investigadores diferían con respecto a las condiciones iniciales que consideraban

básicas para la evolución de la vida, Haldane sostenía que la capacidad para reproducirse y

generar descendencia con características bioquímicas semejantes era la condición

fundamental y necesaria para que se dieran los pasos evolutivos posteriores. Es decir, que para

este autor primero apareció el “gen desnudo“, una molécula que sobrevivió porque pudo

producir copias idénticas a sí mismas con los materiales que halló en el medio circundante

(Fig. 2).

Fig. 2 - Esquema del gen desnudo

En cambio, Oparin estaba a favor de la existencia del “ coacervado“, una acumulación de gotas

en ese caldo primitivo que podía metabolizar, o sea intercambiar materia y energía con el

medio ambiente, y competir con otras gotitas para sobrevivir , reuniendo más gotitas o

utilizando la energía del caldo orgánico para mantenerse unidas .

LAS CONDICIONES DE VIDA

Los sistemas vivientes tienen tres exigencias fundamentales:

1- una barrera o límite (la membrana) que separa el organismo vivo de su entorno,

2- un metabolismo catalizado por enzimas,

3- un grupo de genes que guardan y hacen circular la información, con capacidad de autoduplicarse para transmitir una copia exactamente igual a los descendientes.

Los primeros organismos vivos quizás incrementaron su metabolismo incorporando

enzimas y moléculas transportadoras de energía, a través de las cuales se podrían

enlazar las reacciones que liberan y las que consumen energía.

Los seres vivos actuales realizan la transferencia de energía por medio de 3 vías

principales:

1- el ciclo ATP-ADP,

2- las reacciones de óxido-reducción y

3- el transporte de electrones a través de moléculas que contienen porfirinas,

como los citocromos y la clorofila.

ORIGEN DE LOS EUCARIONTES (células eucariotas)

Las evidencias fósiles de los primeros eucariontes son de hace 1500-1700 millones de

años. En base a las semejanzas en los sistemas de información, vías metabólicas y tipos

moleculares podemos inferir que los eucariontes provienen de antepasados procariontes.

¿Cómo fue este proceso?. En 1981, Lynn Margulis, de la Universidad de Massachusetts,

propuso la teoría endosimbiótica, que plantea que las mitocondrias, los cloroplastos y tal vez

los centriolos y flagelos provienen de vínculos simbióticos

entre dos procariontes. Así los cloroplastos derivarían de

antiguas bacterias fotosintéticas y las mitocondrias de

formas aeróbicas heterótrofas(bacterias). El progenitor de

cloroplastos y mitocondrias pudo haber ingresado en un

procarionte como una presa para ser digerido o como un

parásito interno. Éstos resistieron y se perpetuaron junto

con la célula huésped, por lo tanto sus descendientes también contenían estos endosimbiontes;

con el tiempo la relación les proporcionó beneficios mutuos, y el simbionte se volvió incapaz

de subsistir fuera de la célula huésped. Cada parte de esta relación contribuye con una función

importante, los cloroplastos pueden usar CO2 para sintetizar compuestos orgánicos más

complejos(glucosa), las mitocondrias introdujeron la vía metabólica aerobia (más eficiente en

rendimiento de ATP); capacidades de las que carecía la célula huésped, ésta les proveía los

nutrientes y una barrera protectora del medio (la membrana plasmática).

Fig. 5 - Modelo endosimbionte

Los argumentos a favor de esta teoría

son:

1- la existencia, en la actualidad, de numerosas relaciones endosimbióticas (el tunicado

colonial Diplosoma virens lleva procariontes fotosintéticos dentro de sus células; las termitas,

en su intestino llevan un protozoo Myxotricha paradoxa, que tiene bacterias espiroquetas como

endosimbiontes que funcionan como flagelos).

Diplosoma virens, es una suerte de esponja.

Termitas

2- la estructura y función de cloroplastos y mitocondrias incluye rasgos procariontes como

ADN circular no asociado a proteínas, reproducción por fisión binaria, ADN, ARN e

información para la síntesis proteica como la de los procariontes (incluyendo ribosomas,

ARNt, y ARN, ADN polimerasas); sistema de transporte de electrones como el de las

eubacterias.

3- comparación de las secuencias de ADN de estas organelas: las secuencias proteicas y de

ARNr de los cloroplastos y mitocondrias están relacionadas, se han hallado en las eubacterias

y no están presentes en arqueobacterias o eucariontes.

Actividad 2 A. Evolución química y celular

1. En este texto te presento un grupo de científicos que pensaron y propusieron

teorías sobre cómo habrá sido la Tierra primitiva, es decir, cómo era nuestro

planeta en sus primeros millones años de vida. Lo que necesito es que

determines (que selecciones y escribas) ¿qué diseñaron, qué pensaban, qué

comprobaron: Stanley Miller y Harold Clayton Urey? Y ¿qué diseñaron y lograron

comprobar Haldane y Oparin? Podés hacer un cuadro comparativo

2. Realizá una línea histórica sobre la evolución química y celular

3. Te desafío (podés pedir ayuda) Explicar la siguiente oración: “Al aparecer la vida

destruyó las condiciones que la hicieron posible.”

4. ¿Qué es el gen desnudo y el coacervado?

5. El origen de los eucariontes, es decir las células eucariotas. ¿Qué propuso

Margullis? ¿Cuáles son los argumentos a favor? Buscá en internet los

argumentos en contra.

6. Buscá en el diccionario las palabras que no conozcas y deje registro de ellas en

la carpeta

7. Realizá un informe sobre su postura u opinión

Bonus: a continuación, te adjunto un par de videos muy buenos para comprender

un poco más lo leído.

https://www.youtube.com/watch?v=qdvp8TYrCmg

¿Qué Fue El Experimento De Miller-Urey?

https://www.youtube.com/watch?v=KRs77NlysQ0

Teoría endosimbiótica

ORGANIZACIÓN CELULAR

TEORÍA CELULAR

La célula es la unidad de vida más pequeña. Es la unidad

anatómica y fisiológica de todos los seres vivos. Dos

científicos alemanes el botánico Mattias Schleiden (1804-

1881) y el zoólogo Theodor Schwann (1810-1882) fueron

los primeros en señalar que "Los cuerpos de las plantas y de los animales están compuestos por células y por productos celulares" enunciando el postulado inicial de la

Teoría Celular

Posteriormente, Rudolph Virchow (1821-1902) amplio la Teoría

Celular y afirmó: "Todas las células proceden de otra preexistente". Por lo tanto, las células no surgen por generación espontánea a partir

de materia inanimada. Otra importante conclusión de la Teoría

Celular afirma que todas las células actuales, tienen un origen común.

La evidencia más importante, sobre el origen común de todas las

formas celulares, radica en las similitudes básicas de sus estructuras y principalmente

de su composición molecular.

Tabla 1.2 – Postulados de la Teoría Celular

1- Todos los seres vivos están formados por células y productos celulares (unidad

anatómica)

2- Las funciones de un ser vivo son el resultado de la interacción de las células que

lo componen (unidad fisiológica)

3- Toda célula sólo puede tener origen en una célula progenitora.

4- Toda célula tiene la información hereditaria del organismo del cual forma parte,

y esta información pasa de una célula progenitora a una célula hija.

CARACTERÍSTICAS DE LAS CÉLULAS

Todas las células están cubiertas por una membrana externa, llamada membrana

plasmática, que las separa de otras células y del medio circundante con el cual

intercambian materia y energía. Este intercambio está altamente regulado y es

selectivo. De esta forma la membrana plasmática debe actuar no sólo como límite

celular sino también como barrera selectiva. Por lo tanto, la célula, mantiene una

composición química muy ordenada y diferente a la del entorno. Todas las células

poseen un metabolismo o conjunto de reacciones químicas, que posibilitan el

mantenimiento de la vida. Este metabolismo para sustentarse necesita de una o más

fuentes de energía. Las células, necesitan de distintivos tipos de moléculas energéticas:

* Monedas energéticas, como el ATP

* Moléculas combustibles, como la glucosa o los ácidos grasos

* Moléculas de reserva de energía, como el glucógeno o el almidón

ESTRUCTURA DE LAS CÉLULAS PROCARIÓTICAS

Las bacterias pueden

definirse como organismos unicelulares procariontes que se reproducen por fisión

binaria. Contienen toda su información genética en un único cromosoma bacteriano

circular. También poseen sistemas productores de energía y biosintéticos necesarios

para el crecimiento y la reproducción. Poseen como característica particular una pared

rígida de peptidoglicanos. Son generalmente de vida libre y poseen ADN

extracromosómico en forma de plásmidos, estos codifican genes de resistencia a

antibióticos o factores "sexuales" como los pili.

MEMBRANA PLASMÁTICA

Las células están separadas del medio que las rodea por una delgada lámina

denominada membrana plasmática, que define los límites de las mismas.

Hace 3700 millones de años, la formación espontánea de una estructura similar

a la membrana plasmática de las células actuales permitió aparición de los primeros

seres vivos. Sin esta barrera protectora, las células estarían expuestas a los rigores del

mundo externo, no podrían regular su medio interno y, en consecuencia, no serían

viables. La membrana plasmática no aísla a la célula completamente, sino que

constituye una barrera altamente selectiva, que tiene la propiedad de regular el

intercambio de materiales entre la célula y el medio que la rodea. La membrana es una

estructura muy delgada: sólo tiene un espesor de 6 a 10 nm (1nm=10-9m). Por lo tanto,

se necesitarían mil membranas plasmáticas apiladas, una sobre otra, para igualar el

espesor de esta hoja de papel.

Singer y Nicholson propusieron en 1972 un modelo estructural para las membranas al

cual denominaron modelo del mosaico fluido. De acuerdo al mismo las membranas son

“disoluciones bidimensionales de lípidos y proteínas.” Según este modelo, la estructura

de la membrana sería una delgada lamina formada por dos capas superpuestas de

lípidos (también llamadas hemimembranas), con la fluidez propia de los aceites, en la

cual se encuentran insertadas proteínas. Esto le confiere el aspecto de un “mosaico”.

Esquema del "Modelo del mosaico

fluido" de las membranas

Esquema de la

ultraestructura de una célula

animal idealizada

Esquema de la

ultraestructura de

una célula vegetal

idealizada

Actividad 3

1. Realice un mapa conceptual sobre este tema

2. Observa los dibujos de célula animal y vegetal. Realiza un cuadro donde figuren

los organoides que comparten como los que son individuales de cada célula

3. Te desafío: ¿Por qué la Teoría Celular es una Teoría?

OBSERVACIONES: Para estas actividades pueden usar el cuadernillo de técnicas de

estudio