LA CÉLULA Y LA TEORÍA CELULAR:

El origen de la vida y los procesos biológicos

1. EL ORIGEN DE LOS SERES VIVOS

La vida sobre la Tierra se originó hace más de 3500 millones de años.

Esto se sabe pues se han descubierto fósiles de organismos procariotas en rocas con esa antigüedad.

Los seres primitivos que existían hace 3500 m.a. eran similares a las bacterias más primitivas actuales.

En estos 3500 m.a. la vida se ha desarrollado ocupando todo el planeta y diversificándose en muchos grupos y especies.

2. TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LOS SERES VIVOS

Existen muchas teorías científicas sobre el origen de la vida sobre la Tierra que se pueden resumir en dos:

• Origen en este planeta por generación espontánea a partir de la materia inanimada (Teoría del origen abiótico de los seres vivos).• Origen en otro cuerpo celeste y llegada a éste a través de cometas, asteroides, etc. (Teoría de la panspermia).

3. FRANCISCO DE REDINaturalista y fisiólogo italiano, nacido en Arezzo en 1626 y fallecido en Pisa en 1698. Demostró que los insectos nonacen por generación espontánea. Realizó estudios sobre el veneno de las víboras, y escribió “Observaciones entorno a las víboras” (1664). Fue también poeta y perteneció a la Academia de la Crusca, cultivando principalmente el género humorístico.

4. LOS EXPERIMENTOS DE REDI SOBRE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA

En tiempos de Redi (S. XVII) la gente creía que los seres vivos se podían generar a partir de la materia inanimada: Teoría de la generación espontánea. Redi puso en tres recipientes un trozo de carne: El primero lo dejó destapado, el segundo lo tapó con una gasa y el tercero con un pergamino. Después de varios días observó que sólo en el primero aparecían gusanos.

5. LOUIS PASTEUR

Pasteur, Louis (1822-1895), químico y biólogo francés. Hijode un curtidor, nació en Dôle el 7 de diciembre de 1822, y creció en la pequeña ciudad de Arbois. En 1847 se doctoró en física y química por la École Normale de París.Fundó la Ciencia de la Microbiología, demostró la teoríade los gérmenes como causantes de enfermedades(patógenos), inventó el proceso que lleva sunombre y desarrolló vacunas contra varias enfermedades,incluida la rabia.

6. LOS EXPERIMENTOS DE PASTEUR SOBRE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA

Louis Pasteur (S. XIX) puso caldo de carne en una redoma . Le alargó el cuello dándole una forma acodada y localentó hasta la ebullición . Observó que, después de enfriado, en el caldo de carne no se desarrollabanmicroorganismos y que se mantenía no contaminado, incluso después de mucho tiempo. Si se rompía el cuello o se inclinaba la redoma hasta que el caldo pasase de la zona acodada este se contaminaba en poco tiempo.

CONCLUSIÓNLos experimentos de Redi y de Pasteur parecieron demostrar que l................................................. no era posible y que la vida no se pudo originar por generación espontánea. Ahora bien, en el siglo XX, un científico ruso, Oparin, retomó las ideas de la generación espontánea y planteó una “Teoría sobre el origen abiótico de los seres vivos”.Hoy se piensa que, efectivamente, la generación espontánea no es posible en la actualidad pero que hace más de 3600 m.a. se dieron unas condiciones que la hicieron posible (atmósfera sin oxígeno y ausencia de seres vivos animales).

7. OPARINOparin, Alexandr Ivánovich: Bioquímico ruso (1894 -1980), pionero en el desarrollo de teorías bioquímicas acerca del origen de la vida en la Tierra. Oparin se graduó en la Universidad de Moscú en 1917, donde fue nombrado catedrático de bioquímica en 1927, y desde 1946 hasta su muerte fue director del Instituto de Bioquímica A. N. Bakh de Moscú

8. LA TEORÍA DE OPARIN SOBRE EL ORIGEN ABIÓTICO DE LOS SERES VIVOS1) El punto de partida, hace 3800 m.a.La atmósfera primitiva estaba formada por: metano(CH4), amoníaco (NH3), hidrógeno (H2) y vapor de agua (H2O), era reductora y anaerobia. No obstante en estas sustancias estaban los principales bioelementos que forman la materia viva: carbono (C), nitrógeno (N),hidrógeno (H) y oxígeno (O).2) ¿Cómo se formaron las biomoléculas?Las radiaciones solares y las descargas eléctricasproporcionaron la energía suficiente para que loscomponentes de la atmósfera reaccionasen y seformasen las biomoléculas, compuestos orgánicossencillos como los que ahora forman los principalescompuestos de los seres vivos.3) ¿Cuáles fueron estas biomoléculas?Se formaron así, azúcares, grasas simples, aminoácidos y otras moléculas sencillas que reaccionaron entre sí para dar lugar a moléculas más complejas: proteinas, grasas complejas, polisacáridos y ácidos nucléicos.

4) ¿Cómo se formó el "caldo primitivo"Según Oparín, los compuestos orgánicos que seformaron en la atmósfera fueron arrastrados hacia los mares por las lluvias y allí, a lo largo de millones de años, se concentraron formando una disolución espesa de agua y moléculas orgánicas e inorgánicas que él llamó "caldo primitivo".

5) Los precursores de las bacteriasEn este "caldo primitivo" algunas moléculas formaronmembranas, originándose unas estructuras esféricasllamadas coacervados. Algunos coacervados pudieronconcentrar en su interior enzimas con las que fabricarsus propias moléculas y obtener energía. Por último,algunos pudieron adquirir su propio material genético y la capacidad de replicarse (reproducirse). Se formaron así los primitivos procariotas.

9. STANLEY MILLERStanley Miller (1930 -) en 1953 realizó su célebre experimento simulando las condiciones iniciales del origen de la vida sobre la Tierra, cuando con 23 años era becario de la Universidad de Chicago.

10. EL EXPERIMENTO DE MILLEREn 1953 Miller hizo una experiencia de gran importancia.Construyó un dispositivo como el de la figura. En él, elagua del matraz se calentaba y los vaporescirculaban por el circuito. Introdujo una mezcla degases como la que pudo haber en la primitiva atmósfera de la tierra. Las descargas eléctricas de los electrodos hicieron reaccionar la mezcla. Ésta eraenfriada por el condensador y los compuestosproducidos se disolvían en el agua del matraz 1.Después de cierto tiempo, a través de la llave sacóparte del líquido para analizarlo y descubrió que sehabían formado muchas biomoléculas: azúcaressencillos, aminoácidos y otras de gran importancia en laconstitución de los seres vivos.De esta manera Miller demostró que las primerasetapas de la teoría de Oparín eran posibles.

Biología 3º ESO

TEMA 6 LA UNIDAD BÁSICA DE LA VIDA: LA CÉLULA

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1. NIVELES DE ORGANICACIÓN EN LOS SERES VIVOS

La biología (la ciencia que estudia a los seres vivos) se ocupa de analizar jerarquías o niveles de organización que van desde la célula a los ecosistemas. Este concepto implica que en el universo existen diversos niveles de complejidad.

Por lo tanto, es posible estudiar biología a muchos niveles, desde un conjunto de organismos (comunidades) hasta la manera en que funciona una célula o la función de las moléculas de la misma.

Para una mayor comprensión, partiendo desde la materia no viva, en orden ascendente mencionaremos los principales niveles de organización:

1.- Nivel molecular: Es el nivel abiótico o de la materia no viva: Agua, luz, aire y sales mineralesEn este nivel molecular se distinguen cuatro subniveles:- Subnivel subatómico: Lo constituyen las partículas subatómicas; es decir, los protones, electrones y neutrones.- Subnivel atómico: Constituido por los átomos, que son la parte más pequeña de un elemento químico que puede intervenir en una reacción.- Subnivel molecular: Constituido por las moléculas;, es decir, por unidades materiales formadas por la agrupación de dos o más átomos mediante enlaces químicos (ejemplos: O2, H2O), y que son la mínima cantidad de una sustancia que mantiene sus propiedades químicas. Distinguimos dos tipos de moléculas: inorgánicas y orgánicas.- Subnivel macromolecular: Está constituido por los polímeros que son el resultado de la unión de varias moléculas (ejemplos: proteínas, ácidos nucleicos). La unión de varias macromoléculas da lugar a asociaciones macromoleculares (ejemplos: glucoproteínas, cromatina). Por último, las asociaciones moleculares pueden unirse y formar orgánulos celulares (ejemplos.: mitocondrias y cloroplastos).

2.- Nivel celular: Incluye a la célula, unidad anatómica y funcional de los seres vivos. La más pequeña unidad estructural de los seres vivos capaz de funcionar independientemente.

Las células eucariotas son las que tienen la información genética rodeada por una envoltura nuclear, que la aísla y protege, y que constituye el núcleo.

Las células procariotas: son las que carecen de envoltura nuclear y, por lo tanto, la información genética se halla dispersa en el citoplasma, aunque condensada en una región denominada nucleoide.

Se distinguen dos tipos de células:

Las células son las partes más pequeñas de la materia viva que pueden existir libres en el medio. Los organismos formados por una sola célula se denominan organismos unicelulares, y deben desarrollar todas las funciones vitales

3.- Nivel pluricelular u orgánico: Incluye a todos los seres vivos constituidos por más de una célula. En los seres pluricelulares existe una división de trabajo y una diferenciación celular

alcanzándose distintos grados de complejidad creciente:

Tejidos: es un conjunto de células muy parecidas que realizan la misma función y tienen el mismo origen. Por ejemplo el tejido muscular cardíaco.

Órganos: Grupo de células o tejidos que realizan una determinada función. Por ejemplo, el corazón, es un órgano que bombea la sangre en el sistema circulatorio.

Sistemas: es un conjunto de varios órganos parecidos que funcionan independientemente y están organizados para realizar una determinada función; por ejemplo, el sistema circulatorio

Aparatos: Conjunto de órganos que pueden ser muy distintos entre sí, pero cuyos actos están coordinados para constituir una función.

4- Nivel de población: Los seres vivos generalmente no viven aislados, sino que se relacionan entre ellos.

Una población es un conjunto de individuos de la misma especie, que viven en una misma zona y en un momento determinado. Grupos de individuos similares que tienden a aparearse entre sí en un área geográfica limitada. Esto puede ser tan sencillo como un campo con flores separado de otro campo por una colina sin flores, o una manada de cabras en un prado

Una Comunidad es la relación entre grupos de diferentes especies. Por ejemplo, en las comunidades del desierto encontramos conejos, coyotes, víboras, ratones, aves y plantas como los cactus. La estructura de una comunidad puede ser alterada el fuego, la actividad humana y la sobrepoblación.

Biología 3º ESO5- Nivel de ecosistema: La diferentes poblaciones que habitan en una misma zona en un momento determinado forman una comunidad o biocenosis. Las condiciones fisicoquímicas y las características del medio en el que viven constituyen el biotopo. Al conjunto formado por la biocenosis, el biotopo y las relaciones que se establecen entre ambos se denomina ecosistema

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