I N DI CE
P RES ENTACI ÓN
Organización Molecular y celular de la vida Programa Introducción Orientaciones didácticas generales Criterios para la evaluación del curso Organización de los contenidos
BLOQUE I La teoría celular: inicios de la biología como ciencia, biomoleculas: los compuestos de la vida. El caso especial de los virus
EL BLOQU E II "Funciones celulares: mitosis, meiosis, respiración y fotosíntesis
BLOQUE I II "Biomoleculas células, su enseñanza y aprendizaje en la escuela secundaria
Ma te ria le s d e a p oy o pa ra e l e s tud io
BLOQUE I La teoría celular: inicios de la biología como ciencia, biomoleculas: los compuestos de la vida. El caso especial de los virus los antecedentes y procesos históricos de la célula Saber biología la vida en una palabra de Robles y Arechiga "como se descubrió y conoció la célula" de biología 2 de Trejo, Cruz y de Hita Montano "Los Carbohidratos” 2a Edición de Maria de los Ángeles Gama Fuertes
BLOQUE I I "Funciones celulares: mitosis, meiosis, respiración y fotosíntesis" “el citoplasma" de Maravillas de la Biología de Martines, Cortes y Lujan "Los cloroplastos y la fotosíntesis"
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de Biología 2, de Trejo, Cruz y Montaño "El Núcleo y la división celular" Biología 2 -de Andrade y Ponce; Mitosis
BLOQUE I II Biomoleculas células, su enseñanza y aprendizaje en la escuela secundaria "el tamaño de los seres vivos, células y moléculas (I) La enseñanza de las ciencias a través de modelos matemáticos del ECAMM "el tamaño de los seres vivos, células y moléculas (II) La enseñanza de las ciencias a través de modelos matemáticas del ECAMM_. ¿EI por que las células son tan pequeñas? ) De la enseñanza de las ciencias a través de modelos matemáticos del ECAMM "problemas asociados a la enseñanza de la evolución en la escuela secundaria: algunas sugerencias " del programa nacional de actualización permanente.
MA TERI A LES D E A P O YO Bloque I Bloque II Bloque III
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I N T R O D U CI Ó N ¿Cuál es el origen de cada ser vivo? ¿Cuál es el organismo más pequeño? ¿Cómo esta conformado el cuerpo de los seres vivos? A lo largo de la historia estas son algunas de la s preguntas que muchas persona s han tratado de respo nder a fin de comprender la naturaleza de la vida. El esfuerzo humano dedicado a s
esolución brinde en 1838 un resultado
espectacular: la formulación de la teoría Celular, uno de los eventos cruciales para que la Biología e mpezar a su consolidación como ciencia en el mundo microscópico.
El propósito principal de la asignatura Organización Molecular y Celular de la Vida es que lo s estudiantes norma listas adquieran una comprensión mas detallada de la estructura y el funcio namie nto de los seres vivos y a l mismo tiempo de arrollen, fortalezcan y apliquen sus conocimientos, capacidades y herramientas didáctic
Todo esto orientado a promover
habilidades, actitudes, valores y una apropia ción de l conocimiento en los alumnos de secundaria. Este curso inicia con el análisis de los postulados de la teoría celular, ya que representa uno de los conceptos integradores, fundamentales de la biología. La intención principal es identificar a la célula como unidad de estructura, función y origen de los seres vivos. La célula es la unidad estructural por lo que toda ser v ivo esta formado por una o más células, de función porque las actividades de un organismo son el resultado de la suma de los procesos e interacciones de sus células independientes, y de origen porque cada célula se forma de otra preexistente.
Las actividades continúan con una revisión histórica de los descubrimientos científicos mas importantes que permitieron la conformación de la teoría, con la finalidad de que lo s e studia nte s nor ma listas comprendan que la cie ncia es u
pro ceso humano en construcción
permanente.
Algunas habilidades que se fomentan es este curso son
uscar, compartir, analizar y
discutir información. También se promueve la identificación de las relaciones entre var io s hecho s con el fin de asegurar la comprensión de lo s po tulado s de la teoría celular. Esta última habilidad puede favorecerse aprovechando los antecedentes de la genética y la evolución que se estudiaron en los cursos anteriores.
En este curso se estudia la estructura celular y cuatro de los compuestos indispensables para los seres vivos: La s p ro te ína s, los ca rb oh idra tos , lo s lípidos y lo s ácido s n uc le icos . Se revisan algunos procesos donde intervienen las biomoléculas y se reflexiona acerca de su impor ta ncia para el origen y la co ntinuida d de la vida. Estos contenidos disciplinar ios son alguno s de los antecedentes básicos para las asignaturas de Va r ia b ilid a d y Ad a p ta c ió n d e lo s s e re s v iv o s y la c o n t in u id a d d e la v id a : Va ria ció n y he re n cia . Después de identificar varias propiedades básicas de las células, los estudiantes las comparan con las características de los virus, identifican semejanzas y divergencias para analizar algunas teorías
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sobre el origen de estos, también examina y reflexiona
cerca de su impor ta ncia para el ser
humano. El tratamie nto del tema de los virus permite, ademá s, promover el escepticismo informa do, el pensamiento
racional y
formular preguntas, conjeturas y explicaciones
razonadas.
En esta asignatura los maestros alumnos profundiza n en e l conocimiento de las funciones a partir del estudio de la mitosis y la meiosis, procesos de división celular que posibilitan la transmisión del material gené tico y perpetración de la mayoría de
especies conocidas. Conocer esto s
fenómenos es importante para comprender la reproducción. Asimismo, los estudiantes desarrollan prácticas de laboratorio donde compruebe n los procesos celulares, y de esta forma se promueven las habilida des y actitudes como la búsqueda de información, el pensamiento
racional,
la
observación,
el
escepticismo
informado,
la
formulación
de
explicaciones e hipó tesis y el conocimiento científico.
También se estudia la fotosíntesis y se retoma el tema de la respiración celular, con el propósito de comparar ambos procesos, identificar relacione fisiológicas y comprender mejor el proceso vital que se desarrollan en los organismos.
Dentro de las actividades aquí descritas se destaca la observación microscópica de los cloroplasto s, y estomas. Mediante el desarrollo
de est s actividades se promueven
habilida des ta les como registrar información, investigar, comparar, sistematizar, exponer, discutir, socializar y obtener conclusiones generales.
En esta asignatura se incluyen actividades para conoce las ideas previas de los alumnos de la escuela secundaria acerca del concepto de célula y de su estru tura, también se analizan algunos errores conceptuales en Biología referidos a la evolución, pasos en que los alumnos encuentran difíciles para representarlos mentalmente, en esta par e laboran estrategias didácticas que mejoren su practic
los futuros do centes revisan y docente.
Y finalmente que durante el curso se promueva e n los estudiantes normalista s el desarrollo y fortalecimiento de valores y actitudes como la autoestima, el reconocer la importancia de prevenir daños a la estructura y el fun onamiento del cuerpo, el respeto por los otros seres vivos y la responsabilidad por su perseverancia.
ORI ENTACI ONES DI D ÁCTI CAS GEN ERA LES Estas orientaciones tienen como propósito contribuir a logro de los objetivos del curso y a que las actividades de enseñanza y de aprendizaje respondan a las características del enfoque del plan 99 desde el cual se estudia en esta modalidad mixta de Licenciatur en Secundaria. A continuación se destacan algunos aspectos básicos a tener en cuenta en el tratamiento d los contenidos del curso, en el análisis de las lecturas de los materiales de estudio y las actividades de indagación que los estudiantes realizaran dentro y fuera de la Escuela Normal, con la idea de vincular
temas con situación significativas de
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los alumnos.
1.-El curso es totalmente de actualización y reforzamiento profesional para los maestros alumnos, con la idea de que comprendan el significado
la importancia de los procesos ce lulares, e s
fundamental que los doce ntes que imparte el semestre e tén totalmente v inculados entre si con la finalidad de mejorar los procesos escolares y a lcanzar lo s propósitos con mayor significado tal como lo propone el plan 1999, pues este curso será subsiguiente de otros por venir en semestre posteriores.
2.-Es importante propiciar en los estudiantes de manera s
ca la reflexión sobre la s
estructuras de que están formados lo s seres vivientes, como pa te esencial de este curso, al a nalizar con toda prefundida el estudia nte llegara a la co nclusión que las asignaturas anteriores y posteriores con esta están to talmente eslabonadas y son determinantes en su preparación y formación profesional en la especialidad. 3.- El tratamiento de los temas del curso implican revisi nes de aportes teóricos diversos de acuerdo al punto de vista de los diferentes autores, aquí es importante que el alumno normalista llegue a conclusiones especificas de los temas abordados diferentes puntos de vista, con e l propósito de que lo
el curso promueve con esto
estudiantes desarrollen habilidades
para comparar distintas perspectivas de estudio y para usar su propia hipótesis como herramienta de análisis de la realidad del alumno de secundaria.
4.- Es claro destacar que los contenidos de estudio cobran ma
r relevancia y sentido si se relacionan con
las experiencias de los estudiantes.
5.- El curso promueve la observación, la experimentación, la comparación y el diálogo con lo s integrantes del grupo con la finalidad de for ta lecer las conclusiones a que se lleguen en el tratamiento de los diferentes temas abordados durante
transcurso de l semestre. Estas
actividades fueron preparadas de forma sencilla con e l propósito de inducir al a lumno en el a specto
formativo
donde
le
per mita
registrar
de
interpretaciones de la informa ción. De ninguna manera
ma ner a
ordenada
datos
e
eben confundirse este tipo de
actividades con una exploración científica y rígida. Se trata de promover en los estudiantes el interés por indagar y el use de las herramientas básicas para obtener información, así como la capacidad de interpretarla s.
6.- Es conve nie nte pr opiciar la lectura de textos, ya que es importante para la adquisición de conocimientos y poder estar en condiciones de entab
una discusión con argumentos,
por e sta razón e s significativo la elaboració n de sínt sis, ensayos breves, prácticos demostrativos, la visita a un laboratorio de biología, es conveniente que los alumnos y su asesor seleccionen algunas películas o documentales que tengan relación con el programa.
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CRI TERI OS P ARA LA EVA LU ACI ÓN DEL CURS O Es pertinente que el maestro de la asignatura acuerde
sus alumnos desde el inicio del
curso el criterio o formas de evaluar durante el semestre, de esta forma todos podrán orientar su desempeño según los compromisos establecidos. La evaluación tiene que ser congruente con el enfoque del programa, los propósitos educativos y las actividades de enseñanza. Para evaluar puede aprovecharse la v aloración de los argumentos que lo s alumno s expresen en clase, las preguntas que formulan, su inte individuales y por equipo, sus controles de lectura y trabajos experimentales e indagaciones realizadas, si
ención efectiva en los trabajos saltar de manera importante sus aplican pruebas escritas, de
preferencia deben plantear retos a los estudiantes: e n donde aplique su capacidad de análisis, juicio critico, comprensión, relación, sínte s, argumentación etc.
Lo importante en este proceso de la evaluación es que e realice de manera permanente, se asuma como una extensión de las actividades de enseñanza y sea formativa par los estudiantes y maestros; es decir, que aporte informació n para corregir y me jorar su participación y formación profesional.
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ORGANIZACI ON DE LOS CONTENI DOS
B LO Q U EI LA TEORÍA CELULAR: I NI CI OS DE LA BI OLOGÍ A COMO CI ENCIA
BI OMOLÉCULAS : LOS
COMPUES TOS DE LA VI DA. EL CAS O ES PECI AL DE LOS VI RUS §
Teoría celular: postulados y el proceso histórico y científico para
conformación.
§
Célula: características estructurales (membrana, citop asma, núcleo, mitocondrias, cloroplastos y cromosomas)
§
Biomoléculas: proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucl icos.
§
Los virus: importancia para el ser humano.
BI BLI OGRAFIA BÁS I CA Los antecedentes y procesos históricos de la Célula Saber biología la vida en una palabra de Robles y Arec iga “Como se descubrió y conoció la célula" Biología 2 de Trejo, Cruz y de Hita Montana "Los Carbohidratos" 2a. Edición de Maria de los Ángeles Gama Fuertes
B I B LI OGRAFÍ A COMP LEMEN TARI A
"Biología celular y molecular" De Robertis, Eduardo M. F. "Virus: entre la vida y la muerte" Rubio Godoy, Miguel y Elva Escobar Briones
ACTI VI D AD ES S UGERI D AS
I-De manera individual, hacer la le c tu r a d e lo s a n t e c e d e n te s y p ro ce s o s h is t ó rico s d e la c é lu la : S a b e r b io lo g ía la v id e e n u n a p a la b r a d e R o b le s v Are ch ica y realizar las siguientes actividades;
A).-Realizar una línea de l tiempo co n los investigadores que realizaron importa ntes aportaciones, al estudio de la célula.
B).-Compartir con el grupo, mediante una mesa redonda, en donde escenifiquen a cada uno de biólogos. Discutan los trabajos y la impor tancia de la
contribucio nes de los científicos para el
estudio y los avances biológicos de la humanidad.
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C.-Formar equipos para de manera objetiva explicar cada uno de los postulados de la teoría celular, considerando los tres apartados fundamentales escribiendo los siguientes apartados de análisis:
P ost ula do s
D es cr i pcio n
Ej e mplo s
Apo r te Pe r so n a l
U n id a d a n a t ó m ic a U n id a d f is i o l o g ic a U n id a d d e o r ig e n
D).-Forma binas y redacta un escrito y entrégaselo a tu asesor como producto de este tema, auxiliate de dibujos, esquemas, línea del tiempo donde destaques los siguientes:
§
Las aportaciones de Leeuwenhoek, con lo referente a la observaciones de la célula
§
¿por que se dice que la teoría celular ha evolucionado?
§
Destaca los avances tecnológicos que hicieron posible
estudio mas detallado de la célula
II.- A. - Elabora en tu cuaderno mediante un cuadro de conceptos y organiza las siguientes concepciones:
PROCARIONTE,EUCARIONTE, LA CÉLULA. UNIDAD FUNDAMENTAL,
VIDA,
"TEJIDOS, ORGANOS Y SISTEMAS",
EL DESCUBRIMIENTO DEL MIOCROSCOPIO, SCHLEIDEN Y SCHWANN,
LOS SERES VIVOS,
LEEUWENHOEK,
HOOKE,
POR LO MENOS DE UNA CÉLULA, PRIMER PRINCIPIO DE LA TEORÍA CELULAR, DISTINTOS TIPOS DE CÉLULAS, es, de la, se conoció por, generalización propuesta po a, constituye, están constituidos,
ya que, en humanos da lugar a, gracias
formados por, que pueden ser
B.- Forma equipos de trabajo y utiliza rótulos fosforesce tes y pégalos en un rotafolio como consideres que queda mejor el análisis conceptual de la actividad ant rior y pasen a explicar a los integrantes del grupo.
REFLEXI ON ES : ¿SABIAS QUÉ? Las bacterias son células procariontes. Algunas fermentan el vinagre, el tepache, el pulque y
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otras agrian la leche. También hay bacterias que produ en enfermedades como el cólera, pulmonía, lepra, fiebre tifoidea, sífilis, gonorrea y tuberculosis.
C.-Investiga y elabora de manera individual un álbum con las bacterias anteriormente señaladas.
D).-Completa el siguiente cuadro, donde destaques, los ben ficios o trastornos ocasionados a la humanidad por las células procariontes que investigaste: auxiliase en la lectura de "co m o s e d e s cu b rió y co n o ció la c é lu la " de biología 2 de Trejo, Cruz y de Hita Montano
B a c t e ria o c é lu la
B e n e f ic io s a l h o m b re
Tr a s t o rn o s a l h o m b re
p ro c a r io n t e
F).-Investigue y elabore de forma individual un cuadro comparativo en donde dibuje y destaque las características de células eucariontes y procariontes
Cé lu la
D ib u jo
Ca r a c t e rís t ic a s
Eucariontes
Procariontes
G) Comente en un plenaria, sus investigaciones en cuanto a diferencias y funciones de los diferentes organelos que presentan estos tipos de célu as.
H) Forme equipos y utilice su imaginación para elaborar
n memorama, una lotería,
serpientes y escaleras, vagón de la ciencia, otros que consideren al interior del grupo, tomando en cuenta los siguientes conceptos: Célula, membrana, citoplasma, núcleo, mitocondrias, cloroplastos, cromosomas, biomoléculas, proteínas, carbohidratos, Lípidos, ácidos nucleicos, virus, microscopio, eucariontes, procariontes,
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ADN, vacuolas, fotosíntesis
H) Como experiencia de aprendizaje elabora una célula animal o vegetal. Utilizando el siguiente
MATERI AL: §
Grenetina natural (2 cucharadas soperas)
§
1/2 litro de agua
§
Popotes cortados y pintados
§
Cáscaras de nuez, chincharos, tamarindos, etc.
§
Capa delgadas de zanahoria
§
Botones de diferentes formas, tamaño y tamaños
§
Plastilina de colores
P R OCED I MI EN TO: a).-Pon a hervir el 1/2 lit ro de agua b).-Diluye las dos cucharadas soperas de grenetina en agua fría (aproximadamente 1/4 de vaso)
c).- Cuando el agua haya herv ido, baja la intensidad del fuego, vierte la grena tina disue lta de dere cha a izquierda pasta que quede bien incor porada ( 5 minutos aproximadamente)
Ch).- Vacía la mezcla en un molde circular y déjela enfriar
os 15 0 20 minutos.
d).- Después de ese tiempo, cuando empieza a cuajar , acomo da los ma teriales que e legiste para los orga nelos, e incluso, pue des formar
a membrana con estambre o
plastilina
e) Mete el molde al refrigerador para que cuaje por co pleto
f) Muestre y explique al grupo, como quedo su modelo.
Reflexión: Comente en plenaria lo siguiente: Los modelos celulares elaborados por los integrantes del grupo, ¿Que tanto representan lo qué es realmente una célula? ¿Por qué?
J ) : EXP ERI ENCI A D E APRN D I ZAJ E ¡Observemos las paredes celulares!
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P R OP ÓS I TO: Observar la forma y el grosor de las paredes celulares de raíz de cebolla
MATERI AL: §
Cebolla, sal, safranina
§
Microscopio, portaobjetos, cubreobjetos, vidrios de reloj, navaja, pinzas, pincel y azúcar.
P R OCED I MI EN TO 1. Con la navaja prepara ruidosamente una capa de la cebolla 2. Desprende la capa delga da que cubre la cebolla y co lócala en un vidrio de reloj. 3. Pon en e l vidrio reloj un gramo de azúcar y en o tro un gramo de sal. En cada caso. Agrégale una gota de safranina. Coloca encima el cubreobjetos. 4. C orta un trozo de la capa de lga da de cebo lla y coló calo e n un portaobjetos; agrégale una gota de safranina. Coloca encima el cubreobjetos. 5. Observa al micro sco pio la preparación en las células las tr es partes principales: membrana, citoplasma y núcleo. 6. Dibuja en tu cuaderno lo observado e indica cada una de sus partes. 7. Retira de l microscopio la preparación, levanta el portaobjetos y, co n ayuda del pincel, coloca el fragmento de tejido dentro de la solución de sal; espera cinco minutos. 8. Coloca nuevamente el fragmento de te jid o en el portaobjetos y observado en el microscopio. 9. Dibuja en tu cuaderno lo que hayas observando. 10. Compara la forma de la célula con la forma que tuvieron e n la primera observación. §
Describe las diferencias que encontraste en las célula durante las dos observaciones.
11.- Vuelve a retirar el tejido y colócalo ahora en la sol ción azucarada; espera cinco minutos 12.- observa nuevamente el tejido al microscopio. 13.- Dibuja en tu cuaderno la forma de las células.
REFLEXI ÓN Forme equipos y discuta y analice lo siguiente:
§
¿Qué parte de la célula sufrieron modificaciones en cada solución?
§
¿Cuál fue la paste de la célula que no se modifico en la sol ción?
§
¿A qué cr ees que se de bie rón lo s ca mbios? Elabo ra una hipó tesis que lo explique.
Expongan en plenaria sus respuestas ante el grupo y lleguen a conclusiones generales, se entrega un reporte de la práctica al asesor.
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III.- Identificación de compuestos orgánicos en los seres v vos. Los seres vivos o sus productos están formados pr incipalmente de compuesto s orgánicos, como los CARBOHIDRATOS, LÍPIDOS Y PROTEÍNAS. Los carbohidratos como el almidón se identifican con el reactivo de lugol (solución de yodo) de color ámbar, que a l contacto con el almidón cambia de coloració n a a zul marino.
La glucosa se identifica con los reactivos de Fehling
Benedict de color azul, que al
combinar se con el azúcar se reducen cambiando un preci itado de color azul por naranja o rojo. La solución de Benedict contiene sulfato de cobre, el cual es reducido a óxido cúprico por la a cción de ciertos grupos de moléculas de azúcar. La coloración varia desde un color verdoso (cuando la concentración de azúcar es baja) hasta un rojo ladrillo (cuando la concentración de azúcar es elevada). Para identificar a los lípidos coma los que se encuentran e n los aceites vege tales (de girasol, cartamo, maíz), se tiñen con el colorante sud
III, observándose glóbulos de grasa
de color naranja o rojo.
Las proteínas, como la albúmina de la clara de huevo, al combinarse con el ácido nítrico dan una coloración amarilla (reacción xantoproteica). También se puede identificar con el reactivo de Biuret dando una coloración lila o morada.
A).-Forma binas e identifica mediante reaccio nes químicas especificas algunos compuestos orgánicos en diferentes alimentos.
MATERI AL
1 sopor te universal mechero gradilla 6 tubos de ensaye pinzas para tubo I vaso de precipitado de 500 ml. 1 mor tero, 1 pr obeta de 10 ml. 2 goteros. reactivos de Fehling o Benedict, lugol (solución de yodo), Sudan III,
t o ácido nítrico,
azúcar, jugo de fruta natural, almidón, papa cocida, aceite vegetal, clara de huevo.
P R OCED I MI EN TO. 1. Marca 6 tubos de ensayo co n las letras A a la F. En e l tubo de ensayo A prepara una solución de almidón con agua, agrega 3-5 gotas de lugol y observa la reacción.
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2. En el tubo de ensayo B vier te una solución de papa molida con agua, agrega 3-5 gotas de lugol y observa la reacción.
3. En un tubo de ensayo C prepara una solución de azúcar con agua (3 ml) y agrega 1 ml. de reactivo de Fehling o Benedict, colóca lo a ba ño Maria par 10 minutos y observa la reacción.
4. En e l tubo de ensayo D a 3 ml. de jugo de fr uta a grega
ml. de reactivo de Fehling o
Benedict, ponlo a baño Maria por 10 minutos y observa la reacción.
5. En e l tubo E a 3 ml . de clara de huevo agrega de 3-5 go tas de ácido Nítrico (evita poner el ácido en contacto con la piel). Observa la reacción.
6. En el tubo F a 3 ml. de ace ite vegetal agrega 3-5 gota s de Sudan III y observa la coloración de las gotas de grasa.
En la siguiente tabla registra tus observaciones y los cambios que se generaron en cada uno de los tubos.
TAB LA D E RES U LTAD OS
T . EN S AYO
S US TAN CI A + REACTI VO
1
Almidón + lugol
2
Papa almidón + lugol
3
Azúcar + reactivo de fehling o Benedict
4
Jugo de fruta + reactivo de
O B S ERVACI ONES
fehling o
Benedict 5
Clara de huevo + ácido cítrico
6
Aceite vegetal + sudan III
B).-Forma equipo s y socializa la práctica anterior para en regar un reporte de los siguientes cuestionamientos:
1. ¿Que otros alimentos pue den tener a lmidón y, por lo tanto, reaccionar con el lugol?
2. ¿Que carbohidratos contiene la papa?
3. ¿Que indica si hay reacción en el tubo 2 con reactivo de Be edict?
4. E n e l tubo 4, ¿ que tipo de compuestos orgánicos están presentes en el jugo de frutas?
5. En el tubo 5, ¿Que indica la reacción con el ácido nítrico?
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6. ¿Que moléculas orgánicas presentes en el aceite vegetal rea ionan con el Sudan III?
C).- En forma individual y, en base a la le c t u r a d e l lib ro d e B io lo g ía b io g é n e s is y m icroo rga nism o s 2 Ed ició n d e Ma r ia d e lo s Án ge le s Gam a Fue rte s lo s ca rbo h idra to s, completa la siguiente tabla escribiendo las pr incipales funciones
destacando tus propios puntos de vista, de
los siguientes carbohidratos:
De N o m b re d e l c a rb o h id ra t o s
Fu n c io n e s p r in c ip a le s
su
s o b re
p un t o la
de
v is t a
im p o rt a n c ia d e
lo s c a rb o h id ra t o s p a r a lo s s e re s v iv o s Desoxirribosa Glucosa Ribosa Sacarosa Almidón y glucogeno Celulosa Lactosa Fructosa Mucopolisacaridos Quitina
D).- Conforma equipos de trabajo e investiga de que manera se constituyen y cuales son las principales funciones de Lípidos (grasas), Proteínas y ácidos nucleicos considera el siguiente cuadro para el análisis de los trabajos:
Nombre de las biomoleculas
Estructura
Funciones Principales
Proteínas Lípidos o grasas Ácidos Nucleicos
E) En ba se a lo consulta do, de a conocer a l grupo su i dagación y lleguen a conclusiones generales, entreguen un control de lectura, al asesor del grupo
III.- A).-Desarrolla de manera individual una investigació n y elabora un álbum con 10 virus, donde describas las características y destaques las en
dades que producen. Los
siguientes lo pueden servir de base para tu trabajo: a d e n o v iru s , p a p ov a v iru s , v ir u s d e l h e r p e s ,
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v ir u s d e la v ir u e la , e n te ro v ir u s , r in o v ir u s , t o g a v iru s
iru s d e la r a b ie s re trov ir u s
B ) . - Realice un foro con especialistas e n la mate ria, en do de se destaquen las principales causas, los cuidados y las consecuencias de la presencia de los virus en el ser humano.
C).- Forma equipos para la siguiente actividad demostrativa "de la forma de los VIRUS T odos los virus presentan una estructura muy sencilla y similar. En es
activida d aprenderás a hacer un
modelo del tipo mas común de virus: el virus bacteriófago, y analizaras por que los virus no se consideran seres vivos.
P R OP ÓS I TO Como elaborar un modelo de virus
MATERI AL Tornillo de 1 1/2 pulgadas, 2 tuercas para tornillo de 1 1/2 pulgadas, 1 pedazo de alambre de cobre de 28 cm. de largo tijeras.
P ROCEDI MI EN TO:
1).- Mira el siguiente esquema de un virus bacteriófago amp iado 260 000 veces 2).- Observa las partes del virus que están en el esquema. ara pacer el modelo del virus, enrosca las dos tuercas en el tornillo de l 'l2 pulgadas y apriétalas tanto como puedas. 3).- Corta el alambre de 28 cm. exactamente por la mitad. 4).- Enrolla los dos alambres alrededor del tornillo, en el extremo opuesto a la cabeza, de tal manera que el tornillo quede en el centro. 5).- Dobla los cuatro extremos del cable, para que queden similares a la figura Compara tu modelo con los demás del grupo y observa el primer esquema del virus, con los que realizaron en el grupo. ¿Qué le falta para ser semejante al del esquema? ¿A qué estructura del virus corresponde la cabeza del tornillo? ¿Y las tuercas? ¿Qué estructura consideras que le ayuda a penetrar al inte or de las células?
D).- desarrolla de manera individual "los vírus son seres vivos" Guíate en los siguientes cuestionamientos:
§
¿Qué es lo que hay en el interior de la capside de un viru
l tiene organelos?
§
¿Con qué estructuras lleva a cabo todas sus funciones?
§
Los virus solo contienen en su interior ARN y ADN. ¿Re erda la función que tiene el ARN dentro de la célula? Anótala.
§
¿Funciona el ARN igual en el interior de la célula que
el interior del virus? ¿Cómo funciona en el
vírus?. §
Ahora en base a la información que obtuviste y en el análisis anterior, di en que difieren un virus de una célula.
15
§
¿Qué tienen en común los virus con otros organismos?
§
¿Por que se consideran que los vírus no son organismos vivos?
§
Finalmente compara tus conclusiones con las de tus com añeros y entreguen un informe al asesor.
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B LOQU E I I FUNCI ON ES CELULARES : MI TOS I S , MEI OS I S , RES PI RACI ÓN Y FOTOS I NTES I S
B I B LI OG RAFÍ A B ÁS I CA
"e l c it o p la s m a " De Ma rav illa s d e la Bio lo g ía d e Ma rt ín e z , Co r te s y Lu ja n "Lo s c lo ro p la s t o s y la fo to s ín te s is " d e B io lo g ía 2 , d e Tre jo , Cru z y Mo n ta n o "El N ú cle o y la d iv is ió n ce lu la r " B io lo g ía 2 d e A n dra de y Po nce ; Mito s is
B I B LI OGRAFÍ A COMP LEMEN TAR I A "Estructura de la célula: la organizacion de la vida" Sherman, Irwin W.
"Células y tejidos" y "Energética celular" Ville, Claude A.
ACTI VI D AD ES S UGERI D AS A).- De manera individual desarrolle la lectura "e l cito p la s m a " d e Ma ra v illa s d e la B io lo g ía d e Ma rt ín e z , C ort e s y Lu ja n , en donde destaque cual es la función primordial de la respiración celular y cuales so n los organelos que la rea lizan. Ademá s que productos generan con esta función vital de los seres vivos y complemente su trabajo investigando los tipos de respir ación que existen y de ejemplo de seres vivos que realizan cada uno de estas funciones.
B) Mediante una exposición, en plenaria de a conocer sus conclusiones ante el grupo y entregue un reporte de su trabajo.
C)
Forma equipo s para
compro bar , como
lo s or ganismos,
anto
autótrofos como
heterótrofos, eliminan dióxido de carbono y vapor de agua mediante la RESPIRACION. Con la siguiente actividad:
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LI B ERACI ON D E D I ÓXI D O D E CAR B ON O Y VAP OR D E AGU A
P R ÓP OS I TO: Observar la producci6n de dióxido de carbono por parte de los seres vivos Material
§
Recipiente con agua de cal, popote, pedazo de cristal. Termómetro.
Procedimiento: §
Introduce el popote en el agua de sal
§
Sopla fuertemente por el extremo libre del popote
§
Saca el popote y observa lo que sucede en el agua de cal
§
¿Qué cambios observas? Escríbelos en tu cuaderno de notas
4.- Sopla con fuerza en el pedazo de cristal
§
¿Qué se forma en el?
5- Sopla con fuerza el bulbo del termómetro
§
¿Que sucedió con el nivel de mercurio del termómetro?
REFLEXI ÓN .
En equipos responde las siguientes preguntas: §
¿En qué parte de nuestro cuerpo se forma el bióxido de carbo no y el vapor de agua?
§
exponga sus respuestas ante el grupo y lleguen a conclusiones generales.
A) .- Forma bina s y apoyote en la lectura de "Lo s clo r o p la s t o s y la f o t o s ín t e s is " d e B io lo g ía 2 , d e Tre jo , Cru z y Mo n ta no , para realizar la siguiente actividad:
EL EFECTO D E LA LU Z EN LA FOTOS I N TES I S Introducción: Los organismos autótrofos captaran la energía luminosa por medio de la fotosíntesis, conv irtiéndola en e nergía química co n CO
y el H 2 formando moléculas ricas en
energía coma la glucosa y desprendiendo oxígeno.
6CO2 + H2O
LUZ
C6H 12O6 + 6O2
P r o b le m a a re s o lv e r ¿Afecta la diferente longitud de onda de la luz (color) a la
18
fotosíntesis?
Hip ó t e s is . Si la diferente longitud de onda de la luz tiene disti ta energía, entonces a mayor energía mayor fotosíntesis.
B).- En forma individual realiza un esquema de las fases del proceso de la fotosíntesis. Utilizando materiales que consideres necesarios para e
trabajo se lo propone, unicel,
plastilina cáscara de huevo, rotafolio, etc.
C) Preséntalo al grupo y monta una exposición con los trabajos realizados.
A).- Para desarro llar la siguiente a ctividad puedes forma equipos y auxiliarte el la lectura "El Nú cle o y la d iv is ió n ce lu lar " de Bio lo g ía 2 d e An d ra de y Po n ce ; Mit o s is Modelo de las fases de la mitosis
1. Busca ma teriales que te pueda n ser útiles como (co tonentes, pegamento , clips, plastilina y palillos)
2. Haz un diagrama de cada una de las fases de la mitosis y un proyecto de como construirías un modelo en cada fase. 3. Ahora construye tu modelo. Después de realizarlo, exponlo en clase y pregunta a tus compañeros si pueden identificar las fases que represe aste.
§
¿Que respuesta obtuviste?
§
Si algún de las fases fueron difíciles de identificar
n el modelo, l que harías para que
tu modelo fuera mas claro? Fundamenta tus respuestas. §
¿Que estructuras debe incluir un buen modelo de mitosis?
B) Aplica tus conocimientos, de manera indiv idual cont sta la siguiente tabla y la s siguientes cuestiones apoyándote en la lectura de "El Nú cle o y la d iv is ió n c e lu la r " d e Bio lo g ía 2 d e A n d r a de y Po n ce Me io s is Calcula el numero de haploides y diploides §
La siguiente tabla muestra los numeros de haploides y diploides de alguno s organismos.
Completala. Or g a n is m o s
N u m e r o d e h a p lo id e s
Ameba
25
Chimpancé
24
Lombriz de tierra
18
Helecho
N u m e ro d e d ip lo id e
1010
19
Hámster
22
Gusano de seda
56
Humano
46
Cebolla
13
§
¿Cuáles son los números haploides de las plantas enlistada en la tabla?
§
¿Cuáles organismos diploides se acercan más al número de l s humanos?
§
¿Por qué el numero dilploide es siempre constante para cada organismo?
§
¿Cuále s
son
los
organismos
haploide s
y
diploide s
que
encon
ste
má s
sorprendentes? §
¿Por qué?
D) Integre estos organismos a su álbum y agréguele los nombre científicos de cada organismo y lo que considere importante de estos seres vivos.
E) Exploremos Forme binas y simule la recombinación genéti a. Necesitas: plastilina de dos colores diferente.
P R OCEDI MI EN TO: 1. Haz el modelo de un cromosoma de cada color de plas ilina. El cromosoma debe verse como los cromosomas duplicados al principio de la meiosis. 2. Usando tus dos cromosomas de plastilina, modela los
sos de la meiosis como se observa
en el esquema de la lectura. 3. Repite el paso 2, incluyendo el entrecruzamiento en la profase I §
¿Cuál es la importancia del entrecruzamiento genético en la formación de gametos?
§
¿porqué se necesaria la meiosis en los organismos que se repr
cen sexualmente
20
B LOQU E I I I "BI OMOLÉCU LAS CÉLULAS, SU ENS EÑANZA Y APRENDI ZAJE EN LA ES CUELA S ECUNDARI A
§
Ideas de los alumnos: concepto de célula y de su estructura. Cómo trabajar con las ideas previas.
§
Errores conceptua les e n bio lo gía referidos a la evolución y estrategias para mejorar el trabajo docente
BI BLI OGRAFIA BAS I CA El ta m a ñ o d e lo s s e re s vivos, cé lu la s y m o lé cu la s ( I) " La e ns e ña nz a de las c ie ncia s a trav é s de m od e los m a te m á ticos de l ECAMM I I " El t a m a ñ o d e lo s s e re s vivos, cé lu la s y m o lé cu la s ( I I ) " La e n s e ña n z a d e las cie n cias a tra v é s de m od e los m a te m t ico s de l ECAMM. ¿ El p or q u e la s cé lu las s o n ta n pe q ue ñ as ? ) De la e n se ñan za de las c ie nc ia s a trav é s de m od e los m ate m á ticos de l ECAMM Pro ble m as a so ciado s a la e nse ñan za d e la e v olu ción e n la e s cu e la s e cu n d a ria : a lg u n a s s u g e re n cia s del programa nacional de actualización permanente.
B I B LI OGRAFÍ A COMP LEMEN TARI A “Qué ta n pequeño lo muy pequeño" Correo del Maestro, num. 21 Uribe y Ferrari "Respirar ¿eso es inhalar o no? Jornual of Biological Education
ACTI VI D AD ES S UGERI D AS P ARA EL B LOQU E I I I Biomoléculas células, su enseñanza y aprendizaje en la escuel secundaria.
A).- En forma individual, desarrollaras tu intuición sobre el tamaño de algunas
structuras
que se estudian en la biología "biomoléculas y células", usando tus conocimientos previos que utilizas de forma cotidiana, realiza las actividades sobre el mundo microscópico de la lectura: "El t a m a ñ o d e lo s s e re s v iv o s , cé lu la s y m o lé c u la s ( I ) "Ve la e n s e ñ a n z a d e la s c ie n c ia s a t ra v é s d e m o d e lo s m a t e m á t ica s d e l EC AMM" B).- Reunte por parejas y en base a los siguientes cuestionamientos, realiza un escrito donde destaques lo siguiente:
§
¿Cuántas veces es más grande el pez que la hormiga?
21
§
¿Cuántas veces es más grande el perro que la hormiga?
§
¿Cuántas veces es más grande el árbol que el pez?
§
¿Cuántas veces es más grande el árbol que la hormiga?
§
¿Cuántas veces es más grande el hombre que el perro?
§
¿Cuántas veces es más grande el hombre que el pez?
§
¿Cuántas veces es más grande el hombre que la hormiga?
Utiliza la escala que presenta la lectura y apoya tu t abajo con dibujos de los seres vivos estudiados y anéxalos a tu álbum.
C).- De n a cono cer su traba jo al inter ior del gr upo y lleguen a conclusio nes de tipo general sobre esta actividad.
D).- En la siguiente actividad seguirás desarrollando ideas sobre el tamaño de algunas estructuras vivientes del mundo microscópico, auxilias en la lectura: "e l t a m a ñ o d e lo s se re s vivos, c é lu la s y m o lé cu la s ( I I ) " d e la e n s e ñ a n z a d e la s c ie n c ia s a t r a v é s d e m o de lo s m a te m á tico s d e l EC A MM. Utilizando la escala que marca la lectura anterior y c
tinuando con el trabajo por parejas
conteste e ilustre los siguientes cuestionamientos:
§
¿Cuántas veces es más grande el virus que la molécula?
§
¿Cuántas veces es más grande la bacteria que la molécula?
§
¿Cuántas veces es más grande la célula que la bacteria?
§
¿Cuántas veces es más grande la célula que el virus?
E).-Forme equipos y elabore en una cartulina las escalas utilizadas para las actividades a nteriore s, en donde se desta caron las dimensiones de: de átomo s, moléculas, virus, bacterias, células, y las mediadas de algunos animales y plantas. El presente ejercicio colóquelo en el salón de clases.
A) En e sta actividad formaras equipos para mostrar como se calcula el numero de aumento que un microscopio puede producir y, con esto, relacio
os el tamaño real y el tamaño
aparente, apoyase en las ideas previas en los ejercicios que se enumeran el la lectura "aumento de un microscopio " d e
la e n s e ñ a n z a d e
la s c ie n c ia s a t r a v é s d e
m o de lo s
m a te m á tico s de l ECAMM. Y llegue a co nclusiones finales exponiendo en plenaria sus conclusiones, ¿menciona si co n e l microscopio descr ito a nteriormente puedes observar virus? Argumente sus respuestas y délas conocer al grupo.
B) En forma individual realice la actividad ¿el por qué las células son tan pequeñas? Siga el desarrollo de los ejercicios de ¿el por qué las células son ta n pequeñas?) "De la e n se ñ an z a d e las cie ncias a tra vé s de m ode los m a te m áticos d e l ECAMM.
22
C) Discuta con sus compañeros de grupo y lleguen a análisis y conclusiones.
D).- En esta a ctividad, forma equipos para observar el "Cre
e nto de células", es decir, los
cambios en la cantidad de células y no en su tamaño. La microbiología estudia en el laboratorio el crecimiento de microbios o microorganismos en cultivo. Estos son organismos vivie
es muy
pequeños, formados por una sola célula. Un méto do muy común por el cua l las cé lulas se reproducen y aume nta n en dos. Usaremos aquí, esta idea en una simulación para observar el crecimiento de un agregado celular. Toma una hoja de papel y corta 20 papelitos pequeños (estos ser n tus células o microbios). Vamos a suponer que se reproduce una quinta parte de estas cé lulas. Con tus papelitos forma 5 montones iguales (cada uno representa la quinta parte). Las células de uno de los montones (escoge el que quieras) se reproducirán. P ara esto, cuenta cuantos papelitos hay en ese montón y agre ga esta cantidad de nuev os papelitos al montón (es decir había cuatro células que al reproducirse por división formaran el total de ocho células). Como sabes, las células se seguirán reproducie ndo, así que tenemo s que repetir el procedimiento anterior una y otra vez. Seguiremos suponiendo que una quinta parte de las células se reproducen (a esta propiedad se le conoce como tasa de crecimiento). A continuación te da los pasos a seguir.
E) Junta nuevamente todos los papelitos. Con los papelitos que quedaron forma cinco montones más o menos iguales (cada uno representa la quinta parte). Las células de uno de los montones se reproducirán (escoge el que quieras). Cuen a cuantos papelitos hay en ese montón y agrega esta cantidad de nuevos papelitos al montón
Repite el procedimiento anterior una y otra vez y ve ll
Numero de repetición
ando la siguiente tabla:
Cantidad de papelitos agregados
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Continúan esta tabla en una hoja en blanco lo mas que
edas.
23
En la décima repetición del procedimiento que seguiste, debió haber alrededor de 100 papelitos y tuv iste que haber agregado alrededor de 20 papelitos ( la quinta parte se reproduce). Imaginemos que continuamos con este proces .
§
Cuando se llegue a tener 500 papelitos, ¿Cuántos tendrías que agregar?________________
§
Cuando se llegue a tener 1000 papelitos, ¿Cuánto tendrías que agregar?________________
§
¿Por qué agregas cada vez una mayor cantidad de papelitos?________
E).- Discuta ante el grupo sus conclusiones y análisis y entregue un reporte por escrito a su asesor
A). - Elabore en su cuaderno de conclusiones una tabla, enli ando las ideas equivocadas de los niños sobre la evolución y explicando por que son erróneas. Apoyase en la lectura "proble m as as ocia dos a la e nse ñan za de la e v olució n e n la e s cu e la se cund aria : a lgu n as su ge re n cias " del programas nacional de actualización permanente.
IDEAS DE LOS NIÑOS
POR QUE ESTA EQUIVOCADA
B).-A continuación haga un recuento de sus experiencias en e salón de clases, y enliste en su cuaderno las ideas erróneas sobre la evolución que mas frecuentemen e ha escuchado entre sus alumnos.
24
MATERI ALES
DE
AP OYO
25
26
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
B LOQUE I LA TEOR Í A CELU LAR: I N I CI O S D E LA B I OLOGÍ A COMO CI EN CI A, B I OMOLÉCU LAS : LOS COMPU ES TOS D E LA VI DA. EL CAS O ES P ECI AL D E LOS VI RU S
§
Teoría
celular: postulados y el
proceso histórico y científico para su conformación. §
Célula: estructurales
características (membrana,
Citoplasma, núcleo, mitocondrias, cloroplastos y cromosomas) §
Biomoléculas: carbohidratos,
proteínas, lípidos
y
ácidos
nucleicos. §
Los virus: importancia para el ser humano.
27
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
UN I DAD 2
LA CELULA
¿Las células requieren de energía para ¿Cuánto se del tema?
funcionar? ¿De donde la obtienen? ¿Como la usan?
Según tus conocimientos obtenidos con anterioridad, ¿cual es la importancia de las
¿Las células se reproducen? ¿Por que si o porque no?
células en tu organismo y en el de todos los seres vivos?
1.
¿Por qué?
CON CEPTO D E CÉLU LA
¿Las células se nutren? ¿Sabes como lo hacen? Si no lo sabes,
D ES ARROLLO
HI S TÓRI CO
D EL
La mayoría de las células son tan pequeñas que no podemos distinguirlas a simple vista.
elabora una hipótesis al respecto.
28
BI O MO LECULA S : LO S CO MP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPEC L D E LO S VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Por ello, en la antigüedad, el hombre no
vez habían estado vivas. Hooke fue el
sabia que tanto su propio cuerpo como el
primero e n u tiliz a r , el término célula
cuerpo de otros seres vivos (plantas y animales)
OB S ERVACI ON
Estaban formadas por células. Fue hasta el
MI CRO S COPI COS
siglo
Le e u w e n h o e k)
xx,
gracias
microscopio, observarse
a
la
cuando células
de
invención
del
empezaron
a
organismos
muy
diversos.
DE ( Lo s
S ERES
tr a b a jo s
de
Le e u w e n h o e k (1632-1723),
An t o n Va n
con el u s o del microscopio. S im p le (de una so la lente) elaborados por
LOS
TRAB AJ OS
DE
H OOKE,
el mismo, de s cu brió los
glóbulo rojos
LEEW EN HOEK, S CHI OI D EN , S CHW AN Y
(células de la sangre) Los espermatozoides
VI RCHOW
Diversos protozoarios a los cuales llamo "animálculos y algunas bacterial inclusive.
El concepto de célula se ha desarrollado
Leeuwenhoek fue el primero en observar
progresivamente, gracias a los trabajos de
células vivas.
muchos
Sin embargo ni Leeuwenhoek, Hooke ni
investigadores,
tanto
de
siglos
anteriores como del siglo xx.
otros investigadores de su época llegaron a,
El cuadro siguiente resume los trabajos de
la conclusión de que los seres vivos están
los principales investigadores anteriores al
formados por células.
siglo xx.
Ma t ía s
S c h le id e n , Th e o d o r S c h w a n y
ETAPAS HI S TORI CAS D EL D ES ARROLLO
R u d o lf Virc h o w establecieron en 1859 que
D EL CON CEP TO D E CELU LA
los seres vivos están formados por células; y que la célula es la unidad fundamental de los mismos.
Ob s e rv a c ió n d e la s c e ld illa s d e l c o rc h o Ma t ia s
( lo s t ra b a jo s d e H o o k e )
Ja c o b o
botánico
(1804-1881),
S c h le id e n
alemán,
observo
con
el
científico
microscopio muchas células de diferentes
microscopio
vegetales y algunas estructuras celulares,
compuesto (que consta de dos le n t e s) un
que hoy día conocemos como organelos
fragmento
celulares. Por sus estudios concluyo que
De corcho, q u e es la parte exterior de la
todas
c ort e z a de un árbol, y la describió formada
células.
Ro b e r t
Ho o ke
ingles,
observo
(1635-1703), con
el
las
plantas
están
'formadas
por
por infinidad de celdillas, parecidas, alas de un panal. Las llamo ".células", porque en
Th e o d o r S c h w a n (1810-1882), zoólogo y
latín, dicha palabra significa "celdillas". En
fisiólogo
realidad lo observado por Hooke, solo eran
observaciones llego a la conclusión de, que
los espacios dejados por las células de una
todos los animales están
alemán,
basándose
en
sus
formados por
29
BI O MO LECULA S : LO S CO MP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPEC L D E LO S VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ células; propuso que la célula es la unidad
en 1858 que todas las células se reproducen
básica de los animales y los vegetales.
y dan origen a otras semejantes
Ru d o lf
(1821-1902),
V irc h o w
medico
alemán, con base en sus trabajos, establece
para
establecer
posteriormente
la
teoría
celular conocida con sus nombres. Dicha ce lu lar
teoría se resume diciendo que todos los
a ) ce ld illa s de corc ho o b se rv a da s p or Ro be r t
seres vivos están integrados por células y
Ho ok e ,b) m icr oor ga n is m o s
que toda célula procede de otra semejante.
fig .2 .1
An to n
p ro g re s o
de
la
te oría
o b s e rv a do
p or
V an Le e u w e n Hoe k ;C) cé lu la s de
p la n ta ob s e r v ad a s p or Ja co bo
S ch le id e n
La teoría celular de Schleiden, Schwan y
p or
Virchow sentó las bases de la teoría celular
Th e o d or S c h w a n ;e )re pro d u ct or de cé lu las
de nuestros días, la cual establece que la
o b se rv a da p o r Ru d o lf V ir cho w .
célula es la unidad anatómica, fisiológica y
: d )c é lu la s
de
a n im a le s
ob s e rv ad as
de origen de los seres vivos. Esto se explica LA TEORI A
CELU LAR D E S CHLEI D EN,
a continuación (figura 2.2).
S CH WAN Y VI RCHOW . Schleiden, Schwan y Virchow efectuaron por
separado
embargo,
sus
investigaciones .
Sin
sus descubrimientos sirvieron
30
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
construcciones con muchas habitaciones. Ahora bien, igual que una habitación esta limitada 6 ) . ES TRUCTU RA D E LA CÉLU LA TÍ PI CA
por
paredes,
membranas
(paredes)
Imagina que un organismo es como una
(puertas, ventanas).
construcción.
En
Las
células
del
organismo
tiene
puertas
y
ventanas, las células están limitadas por
una
habitación
y
hay
tienen
canales
elementos
de
serian como las habitaciones. Y así como una
mobiliario (como
construcción puede constar de una
sillas, etcétera), cuya forma esta determi-
Sola habitación, existen seres vivos, los
nada por su uso. En una célula existen or-
unicelulares formados por una sola célula;
ganelos, cuya forma esta determinada por la
hay también seres pluricelulares formados
función que les es propia. Estos organelos
por
también están limitados por membranas.
muchas
células,
al
igual
que
hay
estufa, lavabo, mesas,
31
BI O MO LECULA S : LO S CO MP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPEC L D E LO S VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Tanto esas membranas como esos organelos
típicas. ¿Cuales estructuras coinciden entre
son estructuras celulares.
ambos tipos de células? ¿Cuales no?
La
figura
2.8
muestra
las
estructuras
celulares de una célula vegetal y una animal,
FI G.2 .8 A) e s tr uc tu ra típ ica de u n a cé lu la a n im a l.
32
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
A d ife re n c ia d e la cé lu la a n im a l s u v a cu la e s m uy g ra n de y co n s ta de pa re d ce lu lar y fig 2 .8 b ) e s tru t u ra s típ ica s d e u na cé lu la
clor op la s to s .
ve ge tal .
33
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Ya desde el siglo xvi, Leonardo da Vinci y 1,
D ES ARROLLO
HI S TÓRI CO
D EL
CON CEPTO D E CÉLU LA
Francisco Maurolyco insistía en las ventajas de la aplicación de los lentes para el estudio
de pequeños objetos. Mientras
1 .1 ¿ COMO S E D ES CUB RI Ó Y CO N OCI Ó
tanto, los fabricantes de anteojos, Za-
A LA CÉLU LA?
charias y Francis Janssen descubren, en 1590, cómo combinar lentes convexos en
El descubrimiento de la estructura celular
el
esta
instrumento óptico para amplificar objetos
directamente
relacionado
con
la
invención del microscopio. El origen y los sucesivos
perfeccionamientos
interior
de
un
tubo,
logrando
un
diminutos: el microscopio compuesto.
del
microscopio son difíciles de precisar, pero
Veinte años más tarde, Galileo combinó
su invención ha sido de gran importancia
lentes en un tubo de plomo, inventando su
para el avance de la biología. La invención
propio microscopio. Renato Descartes, en
del
orígenes
1673, describe un microscopio compuesto
seguramente con el desarrollo de la óptica,
por dos lentes: uno (ocular) planocóncavo
rama importante de la ciencia física.
y otro (objetivo) biconvexo.
microscopio
tuvo
sus
Anastasio Kircher fue, en el siglo XVII, el
34
BI O MO LECULA S : LO S CO MP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPEC L D E LO S VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ primero
en
emplear
el
microscopio
por el aumento en el tamaño de las células
sistemáticamente en el estudio de las
y por un incremento en el número de
enfermedades. Su microscopio consistía en
ellas. En 1831, Robert Brown descubrió el
lentes combinados, al igual que los mode-
núcleo celular en la epidermis de las hojas
los anteriores, en el interior de un tubo. El
de las orquídeas. Mas adelante, Johannes
tubo estaba dispuesto horizontalmente y
Purkinje,
podía aproximarse a la preparación por
células están en un fluido viscoso, al que
medio de una cremallera simple.
llamó protoplasma y lo consideró como la
Robert Hooke
materia viva de las células.
modifico
el
instrumento
en
1839,
descubre
que
las
óptico de A. Kircher. Hooke, en 1665,
En 1838, el botánico alemán Mathew
publico un artículo de sus investigaciones
Jacob
sobre "la estructura del corcho por medio
resultados sobre la constitución celular de
de
la materia viviente en los vegetales. Estos
lentes
de
aumento".
Su
trabajo
Schleiden
dio
a
resultados
observarlos al microscopio. A través de los
extendidos a los animales por el zoólogo
lentes, si corcho mostraba infinidad de
Theodor
poros parecidos a las celdas de un panal
realizó minuciosas investigaciones de los
de abejas, a los que Hooke denomino
tejidos del cuerpo animal y del desarrollo
células. El trabajo de Hooke continúo en
de células y, por primera vez, utilizó el
tejidos vegetales haciendo cortes en los
término
que observó que las celdas o células
concepción
estaban llenas de líquidos, pero no llegó a
organismos y que tanto los animales como
comprender que estas estructuras estaban
las plantas son agregados de estos or-
vivas.
ganismos, ordenados de acuerdo con leyes con
el
confirmados
los
consistió en hacer cortes finos de corcho y
Simultáneamente,
fueron
conocer
Schwann, en 1839.
de
teoría de
celular
que
"las
y
Schwann
para
células
la son
definidas".
perfeccionamiento mecánico del micros-
Los resultados de Schwann establecieron
copio,
en
fueron
progresando
las
forma
definitiva
la
teoría
celular.
observaciones de seres vivos y de sus
Ambos autores plantearon que "la c é lu la
estructuras. Entre los años de 1673 y 1710
es
Anton
Van
Leewenhoek
u n id a d b á s ic a
e s tru c t u ra l d e
lentes
t o d o s lo s s e re s v iv o s , t o d o s lo s s e re s
pulidos que daban aumento satisfactorio
v iv o s e s t á n f o rm a d o s p o r u n a o m a s
para sus simples observaciones científicas.
c é lu la s ".
Años después, en 1859, el
Con su microscopio, Leewenhoek describió
biólogo
alemán
gran diversidad de organismos unicelulares
estableció que toda célula proviene de otra
pequeños,
preexistente.
y
móviles,
utilizó
la
posiblemente
Rudolph
Virchow
protozoarios y bacterias.
La teoría celular reconoce, por lo tanto, a
Dutrochet, en el año de 1824, empleó
la célula como la unidad estructural y
técnicas microscópicas adecuadas para la
funcional de los seres vivos, y a las
preparación del material biológico. Gracias
nuevas
a ello concluyó que los diferentes tejidos
división de las células preexistentes. Este
animales y vegetales
concepto es de importancia central en la
son en realidad
células
porque
como
hace
producto
énfasis
de
en
la
agregados de células de un tipo diferente
biología,
la
en cada caso, y que el crecimiento resulta
uniformidad básica de todos los sistemas
35
BI O MO LECULA S : LO S CO MP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPEC L D E LO S VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ vivos.
modo,
El conocimiento de las células fue en
concentraciones
incremento, y en el año de 1866, R.
estudio.
Altman hizo las primeras observaciones de
Otra técnica que los biólogos utilizan para
las
celulares
el estudio de los compuestos químicos y
productores de energía). Casi veinte años
las reacciones en las que participan dentro
después, T. Boveri describió el centríolo
de la célula, es la de los marcadores
(estructura presente en la divisi6n celular),
radiactivos. Esta técnica incluye el carbono
y en el año de 1898, Camilo Golgi y
radiactivo (C14) dentro de una molécula y
Santiago Ramón y Cajal descubrieron el
permite hacer su seguimiento.
aparato
El ADN fue aislado por primera vez en
mitocondrias
(organelos
de Golgi (organelo celular de
se
obtienen de
mayores
organelos para
su
almacenamiento y secreción).
1869 por un medico
En el siglo XX se elevó significativamente
Friedrich
Miescher.
La
la calidad de las observaciones, a partir del
Miescher
aisló
blanca,
invento del microscopio electrónico de alta
ligeramente acida y contenía fósforo. Dado
resolución (1932), con el cual se consiguen
que la encontró en el núcleo, la llamo
imágenes mas detalladas de la estructura
nucleína. Este nombre luego fue cambiado
de la célula. A partir de 1945, diversas
a acido nucleico, y tiempo después en
investigaciones sobre el citoplasma y el
acido
retículo endoplasmico revelan pequeñas
cin c u e n ta anos después, en 1914, otro
granulaciones
alemán, Robert Feulgen descubrió que el
en
forma
de
vesículas
era
alemán llamado sustancia
desoxirribonucleico
tenía
atracción
que
azucarada,
(ADN).
fuerte
Casi
(ribosomas). En 1950, Christian de Duve y
ADN
por
el
sus colaboradores determinan la presencia
c o lo ra n t e rojo llamado fucsina.
de vesículas digestivas, los lisosomas. Su
En 1953, James Watson y Francis Crick
estudio los llevó a describir la función de-
describieron la estructura en la
tallada de estos organeros celulares.
hélice del ADN. Esta investigación fue uno
doble
de los puntos decisivos para entender la Muchos de los detalles en el conocimiento de la estructura y función de la célula se deben al rápido avance de la tecnología. El estudio fino de las partes de las células creció gracias al apoyo de instrumentos y aparatos.
Con
las
técnicas
de
ultra
centrifugado, que consisten en la rotación de tubos con triturados celulares para apartar los orgánulos de acuerdo con su densidad,
se
han
podido
separar
los
organelos más densos, por ejemplo, el núcleo, el cual desciende hacia el fondo del tubo
y,
los
más
ligeros,
mitocondrias, ribosomas y
como
las
membranas,
permanecen en la superficie. De este
forma en que esta organizada y la manera como funciona la materia viva. En los años sesenta, los científicos franceses Francois Jacob y Jacques Monod formularon un modelo
para
explicar
la
regulación
metabólica y la diferenciación celular. El modelo comprende genes que codifican proteínas llamados operones, cuya función es iniciar la síntesis de proteínas y otros genes,
conocidos
como
operadores,
detienen la síntesis. A partir de todos estos estudios y de muchos investigadores que han aportado sus co n o cim ie n t os , la ciencia biológica ha avanzado biología
en
nuevas
molecular,
áreas la
como
la
genética,
la
36
BI O MO LECULA S : LO S CO MP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPEC L D E LO S VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ inmunología y la biotecnología.
compuestos
orgánicos
complejos,
incluyendo: trifosfato de adenosina (ATP, compuesto que almacena gran cantidad 1 .2 CÉLU LAS PRO CARI ON TES
de energía en sus enlaces químicos).
Y
Oparin describió
CÉLU LAS
EUCARI ONTES :
que
ES TRUCTU R A Y FU N CI ÓN
complejos
podían
¿ La s c é lu la s s ie m p r e h a n s id o ig u a le s ?
ambiente,
formando
los compuestos separarse
del
gotas.
tal
De
manera que estas gotas se mantenían Para explicar el origen de las primeras
por atracción entre las moléculas. A su
células es necesario conocer el origen de la
vez, las moléculas del exterior actuaban
vida. El tema no es simple; sin embargo, el
como una membrana. A estas gotas
bioquímico ruso Alexander I. Oparin (1924)
envueltas con membrana las denominó
y el fisiólogo norteamericano John B. S.
coacervados.
Haldane
intercambiar materiales con el medio
(1929)
abrieron
la
línea
Los
coacervados
podían
experimental sobre el origen de la vida y
externo.
de las primeras células. Oparin y Haldane
demostrado que este tipo de gotas se
plantearon que la vida se originó por
forman de manera común.
procesos químicos en mares primitivos. De
Alfonso L. Herrera, científico mexicano,
acuerdo con Oparin, ocurrieron una gran
logró formar complejos moleculares a los
cantidad de reacciones químicas entre los
que denominó colpoides y sulfobios. Otros
ingredientes de los mares antiguos, donde
autores las denominan micro esferas. Un
se formaron moléculas mas grandes a
tipo de micro esferas son los lisosomas
partir de unidades mas pequeñas. Durante
que "crecen" al absorber más material,
millones
forman yemas, que luego se desprenden,
de
años
probablemente
se
Otras
investigaciones
han
formaron los aminoácidos y los ácidos
dando como resultado gotas separadas.
nucleicos.
proteínas
En el transcurso de muchos años se ha
pudieron funcionar. Como enzimas. En este
pensado que estos compuestos químicos,
caso, la enzima pudo llevar a la formación
de manera organizada, dieron origen a las
de muchas moléculas más complejas.
primeras formas celulares. Los fósiles de
Al
formarse
las
En los años cincuenta, los científicos
estas primeras células se han encontrado
norteamericanos
en diferentes
Stanley
L.
Miller
y
partes del
mundo.
Los
las bacterias,
son
Harold C. Urey demostraron que los
procariontes, como
compuestos orgánicos pudieron haberse
organismos
sintetizado a partir de gases que existían
apariencia, a las células primitivas.
en la Tierra primitiva. En un aparato
Los
incluyeron los gases de la atmósfera pri-
pequeñas (1-10 micras). Están formadas
mitiva,
por una pared celular que rodea una
amoniaco
que
probablemente
(NH3)
y
metano
contenía (CH4),
o
incluso nitrógeno y bióxido de carbono, axial como algo de hidrógeno (H2) y
modernos
procariontes
son
similares,
células
en
muy
membrana en cuyo interior contiene ADN, enzimas y ribosomas (organelos Donde se sintetizan las proteínas. Los
vapor de agua. A esta combinación de
procariontes presentan un flagelo simple.
gases pasaban descargas eléctricas. En el
Probablemente
experimento
aparecieron hace 3 500 millones de años.
obtuvieron
diferentes
las
primeras
bacterias
37
BI O MO LECULA S : LO S CO MP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPEC L D E LO S VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Estos
primeros
un
El incremento de oxígeno (gas altamente
ambiente carente de oxigeno (anaerobio)
reactivo, capaz de oxidar los compuestos
y eran incapaces de elaborar su propio ali-
de carbono) en la atmósfera tuvo gran
mento ( h e t e r o t ro f o s ) . Las bacterias se
efecto sobre muchas bacterias anaerobias
alimentaban
(incapaces
formadas
seres
de
vivían
moléculas
de aminoácidos,
en
orgánicas azucares y
de
tolerar
probable que
la
el oxígeno).
Es
extinción de muchas
pequeños ácidos grasos. Además, esto
células primitivas haya sido provocada por
sugiere que las primeras células pudieron
el
obtener energía comiendo ATP.
acumularse en el agua, en el suelo y en la
oxigeno.
El
oxigeno
comenzó
a
atmósfera. A pesar de los riesgos que implicaba Conforme iba creciendo la población de bacterias, las fuentes de ATP y alimento se empezaron
a
desarrollaron
agotar.
Las
mecanismos
células químicos
capaces de producir su propia energía mediante procesos de fermentación. Es probable también que los procariontes lograran llevar a cabo el proceso de
este
gas, algunas
bacterias
evolucionaron hacia la respiración aerobia. La maquinaria metabólica de las bacterias oxido
los
compuestos
orgánicos.
La
respiración aerobia produjo más energía adicional. La organización del material genético en los procariontes se encuentra en forma de una molécula grande y circular de ADN a
fotosíntesis, el cual utiliza el CO2 y libera
la
02 . Con la evolución de la fotosíntesis, las
diversas proteínas. Esta molécula se de-
bacterias elaboraron su propio alimento (autótrofas). Por un lado se resolvió el problema de la escasez de alimento, pero por otro, las bacterias fotosintéticas liberaron oxígeno a la atmósfera primitiva. Probablemente (comúnmente fueron
los
generaron
las llamadas
primeros oxígeno
fotosíntesis.
Las
azules)
organismos a
través
de
cianobacterias
que la se
extendieron en la superficie de la Tierra construyendo
formaciones
rocosas
y
extensos arrecifes. En la actualidad, a las cianobacterias las encontramos formando masas en charcas, estanques, así como en las paredes de los baños y en cualquier lugar húmedo y con luz. Las cianobacterias son parecidas a las bacterias anaerobias fotosintéticas conocidas como
están
bacterias
rojas del azufre (en la fotosíntesis utilizan
débilmente
asociadas
nomina cromosoma. El cromosoma no esta
contenido
dentro
de
un
núcleo
rodeado por una membrana; ocupa una región definida procariontes
cianobacterias algas
que
en el
citoplasma. Los
carecen
de
organelos
celulares; sin embargo, llevan a cabo todas las funciones de una célula con su complejo de enzimas. Los procariontes se reproducen por fisión: división celular directa y simétrica. La célula materna produce dos células hijas que sintetizan la pared celular. Algunas bacterias se reproducen por gemación. La célula hija crece hasta alcanzar casi el tamaño de la progenitora y entonces se separa de ella. Otras bacterias logran formar una espora interna cuyas paredes envuelven el material genético de la célula materna. Las paredes de la espora la protegen de las condiciones adversas del
acido sulfhídrico [H2S] en lugar de agua
ambiente.
[H20]).
reproducen tienen un solo progenitor y
Las
bacterias
que
así
se
38
BI O MO LECULA S : LO S CO MP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPEC L D E LO S VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ reciben de el toda su información genética.
progenitores. Una bacteria se acerca a
La reproducción con un solo progenitor se
otra y se forma un puente delgado por
conoce como asexual.
donde se transfiere parte del ADN a la
Las
bacterias
un
otra bacteria. Este proceso se denomina
proceso de recombinación, mediante el
conjugación y se reconoce como una
cual
especie de reproducción sexual.
la
han
desarrollado
descendencia
información
hereditaria
contiene de
la
ambos
39
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
1 .3
ORI GEN
DE
LAS
CÉLU LAS
morir sus cuerpos se descomponen. Por lo tanto, la probabilidad de fosilizarse es
EU CARI ON TES
baja. El registro microfósil indica que los Las células eucariontes, generalmente,
primeros
son
primitivos) aparecieron aproximadamente
más
grandes
que
las
células
eucariontes
procariontes (entre 10 a 100 micras). Los
hace
eucariontes presentan células con núcleo,
Probablemente su origen es a partir de los
sistemas de membranas y orgánulos muy
procariontes.
complejos. Las mitocondrias y plasticlos
Se ha propuesto como hipótesis que las
fotosintéticos contienen su propio ADN.
células
A
diferencia
de
los
procariontes,
1
500
millones
(protozoos
eucarióticas
de
años.
evolucionaron
de
la
organismos procariontes independientes.
mayoría de los eucariontes pueden ingerir
Se cree que los procariontes fotosintéticos
partículas
ingeridos por células no fotosintéticas de
sólidas
de
y
también
(fagocitosis)
gran
tamaño de
mayor tamaño fueron los precursores de
proteína u otras sustancias (pinocitosis).
los cloroplastos. Esta hipótesis se conoce
En situaciones de escasez de alimento,
como enclosimbiosis y fue propuesta por
algunas pueden engrosar sus paredes
Lynn
celulares
hipótesis
y
resistir
gotitas
condiciones
Margulis las
en
1970.
mitocondrias,
Según esta los
cloro-
ambientales extremas. Los eucariontes
plastos y el undulipodia (flagelo formado
tienen
reproducen
por microtúbulos organizados en pares de
mediante un proceso celular complicado
9 + 1) vivieron en el pasado como
(mitosis).
procariontes independientes (figura 2.1).
cromosomas
y
se
Las células no presentan partes duras y al
40
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Las
principales
bases
de
esta
teoría
consisten en que las mitocondrias y los
Fig . 2 .1 Or ig e n de Las cé lu la s e u car io n te s.
cloroplastos tienen dimensiones parecidas a
las
bacterias,
organelos
además ADN,
estos
una bacteria aeróbica. La bacteria queda
ribosomas, por lo que pueden reproducirse
encerrada en un saco de membrana de la
independientemente del núcleo celular y
célula depredadora. El "proto-organelo"
sintetizar algunas proteínas bajo el control
resultante tiene una membrana doble, una
de sus propios genes, lo que sugiere que
del depredador y otra de la presa.
organismos
independientes
capaces
ARN
Una célula anaeróbica y procariótica rodea
y
fueron
contienen
que
unicelulares de
auto
reproducirse y sintetizar proteínas (figura 2.2).
41
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Como los leucoplastos que almacenan
cuerpos
nutrientes
o
que
microtúbulos que se ubican cerca del
contienen
clorofila;
los
cloroplastos
formados
de
9
pigmentos
núcleo, participan en la división cedular y
presentes como los carotenos, xantofilas,
controlan la actividad y formación de los
etc., que les dan la capacidad de capturar
cilios y flagelos. Las vesículas enzimáticos
la energía luminosa, y los compuestos
hidroliticas,
inorgánicos como el CO2 y el H2O para
peroxisomas, son mas abundantes en las
elaborar compuestos orgánicos como la
células
glucosa y convertirla en energía biológica
degradar los compuestos orgánicos de los
para sus funciones.
que
Las
características
células
animales
otros
cilíndricos
exclusivas son
los
de
las
como
animales
se
los
y
alimentan,
lisosomas
les
ya
sirven
que
y
para
son
h e t e ró tr o f o s (figura 2.3).
centríolos,
produce maltosa (figura 1.9). El azúcar maltosa existe en los granos de maíz, trigo, A
partir
de
los
monosacáridos
Cebada,
etc.,
que
están
en
se
germinación y se obtiene por rompimiento
construyen los disacáridos. Por ejemplo,
de moléculas de almidón. En el comercio
la unión de dos moléculas de glucosa
se usa para la fabricación de jarabe de
42
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ maíz.
organismo para utilizarla como fuente de
La lactosa es otro disacárido que surge de
energía en el trabajo mecánico, químico y
la unión de la galactosa con la glucosa,
electroquímico.
Y el disacárido sacarosa se produce con la
descompone
unión de la glucosa y la fructosa. Los
bióxido
disacáridos son el primer paso para la
liberación de energía:
de
La
hasta
glucosa transformarse
carbono
y
agua,
con
se en la
construcción de carbohidratos complejos. Tres monosacáridos unidos producen un
C6H12 06
trisacárido como la rafinosa.
6H2 0 + 6CO2 +
Los compuestos formados por más de tres unidades
generalmente
polisacáridos,
como
se
denominan
el
almidón,
+ 602
Glucosa Agua
ATP Oxigeno
Bióxido de carbono
Energía
glucógeno, quitina y celulosa. El almidón se encuentra en las plantas, por ejemplo:
La glucosa también puede fermentar por
papas,
El
la acción de las enzimas, como la masa de
glucógeno se almacena en el hígado y se
la levadura de pan, para producir alcohol y
transforma en glucosa por la acción de las
bióxido de carbono:
arroz,
trigo,
maíz,
etc.
enzimas. La glucosa es llevada a
la
sangre y de ahí circula por todo el
43
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requiere
de
luz,
más
la
energía
almacenada durante la fase luminosa. Los animales y otros organismos obtienen su alimento a partir de los productos de la fotosíntesis. Durante la respiración, los La quitina y la celulosa se utilizan como
seres
materiales estructurales. La quitina forma
obtienen
la
moléculas de glucosa (figura 1.10).
cubierta
exterior
de
insectos
y
que
se
alimentan
energía
de
plantas
descomponiendo
las
crustáceos como cangrejos y langostas. La celulosa es el constituyente principal de las paredes celulares vegetales y de las fibras de algodón que se utilizan en las telas para la ropa.
Las vacas y otros rumiantes que se alimentan de vegetales ricos en celulosa pueden digerirla gracias a unas bacterias que viven en su aparato digestivo. Estas bacterias producen una enzima llamada celulasa
capaz
de
degradar
este
polisacárido en moléculas de azúcar
44
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
muchos
fig . 1 . 1 0 fo to s ín t e s is y re s p ira ció n .
mamíferos
aislamiento 2 .2
las
bajas
temperaturas.
RES ERVA Y MATERI A P RI MA
Las
D E LAS MEMBRANAS
(rechazo al agua) que tienen estructuras que
funciones energética,
pueden
ser
de
como
material
reserva
aislante
y
estructural. Hay una gran variedad de lípidos en las células, pero destacan las grasas, los fosfolípidos y los esteroides. lípidos
o
grasas
contienen
carbohidratos.
Algunos
tipos
ceras
son
lípidos
hidrofóbicos
forman capas protectoras en las
hojas, tallos y frutos de las plantas así como en el pelaje y piel de algunos animales, formando barreras contra la pérdida de agua. Las moléculas de grasa están formadas por cuatro partes: una molécula de glicerol y tres moléculas de
más
cantidad de energía en sus enlaces que los
contra
brindan
LOS LÍ P I D OS : EN ERGÍ A D E
Los lípidos son moléculas orgánicas cuyas
Los
les
de
lípidos, aparte de servir como medios de almacenamiento de energía, recubren y
ácidos grasos (figura 1.11). Las grasas pueden clasificarse conforme a su nivel de saturación. Por saturación se entiende
la
cantidad
de
hidrógenos
presentes en la
protegen los órganos internos del cuerpo; los que se encuentran debajo de la piel de
45
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Molécula;
si
la
cadena
de
carbono
Entonces
puede
recibir
dos
átomos
presenta un número máximo posible de
adicionales (dos hidrógenos). Una grasa
átomos de hidrógeno, se dice que esta
polinsaturada se saturaría absorbiendo
saturada como las grasas de la carne de
tantos pares de hidrógenos como dobles
res, de carnero y de cerdo.
enlaces presentes.
Algunas grasas tienen un enlace doble o
La razón química de que los lípidos
triple entre los carbonos de su molécula,
contengan
debido a esto se les dice insaturadas. La
carbohidratos se debe a la diferencia de
mayoría de ellas se encuentran en estado
hidrógenos en sus moléculas. El mayor
líquido como los aceites de Las semillas
contenido de átomos de hidrógeno en los
de algodón, ajonjolí, cacahuate, oliva,
lípidos
girasol, etc., que son utilizadas en la
descomponerse en mayor medida. Por
cocina. Cuando
los enlaces dobles y
consiguiente, pueden proporcionar mas
triples entre los átomos de carbono son
energía. Las grasas no sólo producen
muy numerosos, las grasas se clasifican
energía cuando se descomponen, sino
como polinsaturadas; las verduras como
que también agua. Esto explica el porqué
las acelgas, las espinacas y los berros,
algunos animales que hibernan (periodo
son rica, en este tipo de grasas.
de menor actividad metabólica de los
El grado de insaturación esta relacionado
organismos durante estaciones secas o
con el número de enlaces dobles que
frías) almacenan grasas.
ocurren entre los átomos de carbono. El
Los f o s f o líp id o s
término saturación se relaciona con el
estructurales importantes. Al igual que las
hecho
grasas, los fosfolípidos están compuestos
carbono
de
que
todos
presentan,
los átomos de
significa
que
que
los
pueden
desempeñan papeles
de cadenas de ácidos grasos unidas a un
diferentes
esqueleto de glicerol. En los fosfolipidos,
átomos de hidrógeno. Por lo tanto, no
el tercer carbono de la molécula de
pueden introducirse otros elementos al
glicerol tiene un grupo fosfato en lugar de
compuesto,
se
un ácido graso. Los grupos fosfato están
introduzca otro átomo de carbono. Una
cargados negativamente. El extremo de
grasa monoinsaturada posee una cadena
fosfato de la molécula de grasa es soluble
de hidrocarbonos con un doble enlace.
en agua (extremo hidrófilo), mientras que
compartidos
sin
que
uno,
energía
cuatro
electrones
cada
mas
con
previamente
46
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ el resto de la mo1écula es insoluble en
Los e s t e r o id e s
agua (extremo hidrófobo). Las moléculas
hidrocarburo
de fosfolípidos al estar en contacto con el
cíclicos interconectados de átomos de
agua se alinean una al lado de la otra. Los
carbono saturados. El colesterol es uno de
extremos hidrófilos están en contacto con
los
el agua y los hidrófobos fuera de ella. Los
esteroides de los tejidos animales (figura
fosfolipidos tienden a formar esferas en el
1.12).
agua,
El colesterol se encuentra presente en las
rodeando
con
sus
extremos
más
son derivados de un
constituido
importantes
y
4 anillos
abundantes
hidrófobos, burbujitas de aire hacia el
membranas de
centro.
lipoproteínas del plasma sanguíneo. Es un
En las membranas celulares se forman
precursor de otros esteroides como los
dobles capas (bicapas) de lípidos con los
ácidos biliares, que favorecen la absorción
extremos hidrófilos hacia el agua (exterior
de los lípidos en el intestino, también de
e interior de la célula), y los extremos
las
hidrófobos frente a frente sin tener con-
adrenocorticales (de la corteza de los
tacto con el agua. Los, fosfolípidos son
riñones).
hormonas
las
por
células
sexuales
y
y
en
las
hormonas
útiles para el transporte de lípidos en medios acuosos como la sangre.
f ig u ra 1 . 12 m o lé cu las d e c o le s te ro l
LOS
proteínas en suspensión. Las proteínas
LÍ PI D OS : MATERI A P RI MA D E
generalmente
LAS MEMB RAN AS
abarcan
la
bicapa
y
sobresalen a uno y otro lado. La membrana celular de los eucariontes
En muchas células la capa externa de
(células
lípidos
con
núcleo
envuelto
en
esta
formada
por
moléculas
membrana) está formada por una doble
glicolipídicas (cadenas de carbohidratos
capa
fosfolípidos
en la cabeza de los fosfolípidos). También
dispuestas con sus extremos hidrofóbicos
hay cadenas de carbohidratos unidas a las
apuntando hacia el interior. Las moléculas
proteínas (glicoproteína) que sobresalen
de colesterol están dentro de la zona
de la membrana (figura 1.13). Se piensa
hidrofóbica de la bicapa, la cual presenta
que los carbohidratos tienen un papel en
también numerosas mo1éculas de
la adhesion (unión) de las células entre si
de
moléculas
de
47
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
y en el reconocimiento de moléculas como
S US FU NCI ON ES
hormonas, anticuerpos y virus. CARB OHI DRATOS . 2 .3 LAS P ROTEÍ N AS : MOLÉCU LAS D E U S OS MÚ LTI P LES También se les conoce como glucidos y constituyentes
azucares o hidratos de carbono. En su
fundamentales de todas las células y
formación intervienen átomos de carbono,
tejidos del cuerpo; son esenciales en las
hidrogeno y oxígeno, los dos últimos en la
dietas para la síntesis del tejido corporal,
misma proporción que el agua (CH2O)n.
enzimas,
Se les puede definir como derivados
Las
proteínas
son
hormonas
y
componentes
aldehídicos
proteicos.
o
polivalentes,
cetónicos por
de
10 que
alcoholes
sus
grupos
funcionales son a ld e h íd o o c e t o :
P ROPI EDAD ES LOS
FI S I COQUÍ MI CO
COMP ON ENTES
DE
ORGÁNI COS
Y
MONOSACÁRIDOS (C6 H12
O6).
conocidos
a z u c a re s
también
como
Son
s im p le s , o grupo de las o s a s (aldosas y Los carbohidratos se originan durante la
cetosas), porque sus moléculas contienen
f o t o s ín t e s is , mediante la cual se captura
de tres a 10 carbonos. Los de mayor
energía lurninosa solar para convertirla en
importancia biológica son los de cinco
energía química, que queda contenida en
(pentosas) y
los carbohidratos. Se calcula que cada
(Figura 1.26).
año
El esqueleto de los átomos de carbono de
se
forman
100,000 millones de
seis (hexosas) carbonos
toneladas de carbohidratos en la Tierra.
los monosacáridos es lineal: cada átomo
De acuerdo con su grado de complejidad,
de carbono contiene un grupo funcional
los
en
o x h id r ilo ( - OH) y solo en uno de sus
y
átomos el grupo funcional es carbon ilo
carbohidratos
monosacáridos, polisacáridos.
se
dividen
oligosacáridos
(=C=O).
48
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Si el grupo carbonilo esta al final de la
enlace glucosidito como la s a c a ro s a o
cadena de carbonos, el monosacárido es
"azúcar de cana", formada por glucosa y
un derivado de aldehído (aldosa); cuando
fructosa, que es muy utilizada en la
el carbonilo no es terminal, el derivado es
alimentación humana, y la la c t o s a
de tipo cetona (cetosa).
"azúcar de la leche que se forma con los
Las principales hexosas(C6H12O6) son
monosacáridos: glucosa y galactosa.
o
g lu c o s a , f ru c t o s a y g a la c t o s a . Las
pentosas
d e s o x irrib o s a
como
la
(Figura
ribosa
1.26c),
y
la
forman
parte de los acido nucleicos (ribonucleico y desoxirribonucleico). En general, los monosacáridos son dulces y solubles en agua. OLIGOSACÁRIDOS.
Son
carbohidratos
que provienen de la unión de algunos monosacáridos:
Se
considera en este
grupo a los que tienen de dos a 10 de estos. Los d is a c á rid o s resultan de la unión de dos monosacáridos mediante un
La unión o e n la c e g lu c o s id it o entre dos
monosacáridos se
realiza
con
desprendimiento de una molécula de
agua (Figura 1.27).
La s a c a r o s a (C12H27011) procede de la
49
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unión de una molécula de glucosa y
Los polisacáridos son insolubles en
una de fructosa, con la eliminación de
agua, pero algunos como el a lm id ó n ,
una molécula de agua entre ellas.
con agua caliente forma una solución coloidal conocida como "engrudo".
POLASACÁRIDOS. Se forman con la unión
de
muchos
El almidón es un polimero de la glucosa,
monosacáridos,
formado por largas cadenas de varios
sobre todo glucosas en forma lineal o
cientos de unidades de glucosa. Otros
ramificada. Algunos Llegan a tener varios
miles
de
polisacáridos importantes son el glicógeno
unidades,
o
principalmente glucosa, como sucede
"almidón
animal",
la
quitina,
los
mucopolisacáridos y otros mas.
en la celulosa; su peso molecular es muy elevado.
FUNCION DE LOS CARBOHIDRATOS. Los carbohidratos
o
glucidos
fundamentales
en
el
§
son
monosacáridos más importantes
metabolismo
utilizados
energético de los seres vivos .son el principal “combustible “del que se libera energía
la
en
el
proceso
respiratorio §
El
almidón
y
el
glugeno
son
combustión
empleados por plantas y animales
respiratoria, además, intervienen en otros
respectivamente para almacenar
procesos vitales y en estructura:
energía
§
durante
La glucosa y la fluctuosa son los
Participación en la formación de
§
varias estructuras celulares, como
tipo
las paredes
articulaciones óseas.
celulares de planta
(celulosa), hongos (quintina); en
§
la membrana celular, etcétera. §
Forman parte de una sustancia
Forman
parte
componentes
de
importante
que
lubrica
las
Celulosa es un polisacárido de sostén en los vegetales
otros de
gel
la
§
La
quintina
forma
parte
del
exoesqueleto de los artrópodos y
célula, como los ácidos nucleicos
de las paredes
(la ribosa y la desoxirribosa
hongos.
celulares
de los
50
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§
Los
mucopolisácariodos
están
Se
ha
observado
carbohidratos
tendones. también tiene funciones
celulares, sobre todo en glóbulos
de
pero
pues
la
deshidratación de las superficies
no
se
muchas
presencia
presentes en cartílagos, huesos y
protección,
en
la
conoce
de
membranas rojos,
con precisión su
funcion.
donde se encuentran.
51
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52
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(glicerina) y tres moléculas de á c id o s ,
LÍ P I D OS ( GRAS AS )
g ras os , Son
compuestos
orgánicos
formados
siendo
su
formula
general:
CH3 (CH2)nC00H.
básicamente por una molécula de g lic e ro l
electronegatividad; por esta razón son h id ro f o b ic o s ,
no
son
capaces
de
Los lípidos forman un grupo heterogéneo
asociarse con moléculas de agua.
de compuestos en los seres vivos, porque
Las grasas s a p o n if ic a n , lo que consiste
pueden
en el rompimiento de los enlaces entre los
presentar
características dependen
diferentes
fisicoquímicas
mucho
adición en caliente de un álcali fuerte,
posición de los ácidos grasos que los
sosa (NaOH) o potasa (KOH), con lo que
formen.
se forma una sal sódica o potásica con
grupo
la
identidad
ácidos grasos y el glicerol, mediante la
y
Su
de
que
funcional
es
el
carboxilo.
propiedades detergentes (jabones):
Se les llama g ra s a s a los lípidos que son
El grupo de lípidos mas abundante en los
sólidos
seres vivos es el de los triacilglicéridos,
a
temperatura
ambiente,
característicos como reserva animal (por
que
ejemplo, el sebo); en general, son grasas
triglicéridos; se componen exclusivamente
saturadas.
de
Las grasas n o s a tu ra d a s tienen puntos
Químicamente
de fusión mas bajos que las saturadas y
propanotriol o
casi todas son líquidas a temperatura
CH2 OH), con los ácidos grasos, como los
ambiente.
ácidos palmítico, esteárico y oleico.
a c e it e s
Generalmente y
se
son comunes
llaman
también
carbono,
se
conocen
hidrógeno son
y
como
oxígeno.
esteres
del
glicerina (CH2 OH-CHOH-
en células
vegetales. Los lípidos son depósitos ricos
FOSFOGLICÉRIDOS.
en energía potencial.
glicerina
Las moléculas de grasa son prácticamente
alcohólicos eterificados por ácidos grasos
a p o la re s , completa
debido de
a
la
ausencia
diferencias
casi de
tiene
dos
Su de
molécula sus
de
grupos
y uno por ácido fosfórico. A los fosfoglicéridos también se les conoce
53
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como f o s f o líp id o s .
Poseen una "cola"
hidrofóbica formada por las dos cadenas
impermeabilidad y protección. §
Los
de ácidos grasos y una "cabeza" hidrofílica
componentes
representada por el ácido fosfórico.
abundantes
estructurales en
tejido
(principalmente ESFINGOLÍPIDOS. Se
en
nervioso cerebro):
una
también se hallan en membranas
molécula de ácido graso (esfingosina) y
de célula animal y vegetal. Los
una
t ria c e lg lic e r id o s
(trigliceridos),
además
una
cabeza
polar
importantes
forman por
son
e s f in g o líp id o s
variable.
son
Los
más
esfingomielinas,
cerebrósidos y gangliósidos.
de
alimenticia
ser en
los
reserva animales,
forman un "abrigo protector" que ESTEROIDES Y TERPENOS. Son lípidos no
los
saponificables,
excesivo.
derivados
de
bloques
constitutivos comunes de cinco átomos de carbono,
por
lo
que
son
grupos
§
de
aísla
del
Intervienen
frío
y
del calor
también
c o m p on e nte s
como
f u n c io n a le s
compuestos relacionados.
importantes,
En general, los esteroides existen en
hormonas
cantidades escasas, no así los e s t e ro le s ,
sexuales, etcétera), en los ácidos
que son abundantes en animales, corno el
biliares, colesterol, etcétera. §
c o le s t e r o l. Los
t e rp e n o s
se
encuentran
en
los
(cortisona,
en
las
hormonas
Compuestos c a r o t e n o id e s y sus derivados (vitaminas A, E y K), el
"aceites esenciales" de vegetales como el limón, el mental. El alcanfor, etcétera. De
corno
caucho y otros mas. §
Las c e ra s
se incorporan a las
los terpenos se sintetizan las v it a m in a s
estructuras de protección vegetal
lip o s o lu b le s (A, D, E y K).
para impermeabilizarlas, o como la cera de abejas.
FUNCION DE LÍPIDOS. La mayor parte de
§
Los Lípidos en forma semejante a
los lípidos son componentes estructurales
los carbohidratos tienen una doble
muy importantes:
función para los seres vivos, como
§
Los fo s fo g lic é r id o s (fosfolípidos)
c o m p on e nte s
intervienen en la estructura de las
como
membranas
gran importancia.
funcición
dándoles de
una
e s t ru c t u ra le s
y
e n e rg é t ic a
de
re s e rv a
cierta
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P ROTEÍ N AS
m o n ó m e ro s
de
las
proteínas).
Sus
grupos funcionales son el a m in o y el Son compuestos formados por carbono,
c a rb o x ilo .
hidrógeno, oxígeno y nitrógeno; pueden
AMINOACIDOS. Los aminoácidos naturales
también contener azufre, fósforo y, raras
son ácidos orgánicos con una función
veces, algún elemento metálico (calcio,
amina en el carbono-x:
yodo, etcétera). Su molécula es gigantesca y muy compleja (macromolecula), formada a su vez por moléculas mas sencillas, los aminoácidos (que son los
aminoácidos
y
de
la
conformación
dimensional de éstos. La posibilidad de En la formación de proteínas que se
combinaciones entre los aminoácidos es
encuentran en los seres vivos, interviene
extraordinaria,
un promedio de 20 aminoácidos distintos,
posibilidades de formar palabras con 20
por lo que el tipo y las características de
letras distintas (Figura 1.28).
algo
así
como
las
las diversas proteínas, depende de la secuencia
especifica
peptídicas
entre
de los
las
uniones diferentes
55
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EI compuesto que resulta de la unión de dos
aminoácidos
p e p t íd ic o ,
se
mediante
llama
dipéptido,
e n la c e como
sucede en el ejemplo siguiente:
56
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polipeptídicas e n forma de hélice o plegadas.
Esta
estructura
se
La estructura de las proteínas se suele
conserva gracias a la presencia de
describir en relación con la organización
puentes
de su molécula, de lo que resultan cuatro
establecen entre el oxígeno del
niveles de estructuras (Figura 1.29).
grupo carboxilo y el hidrógeno de
§
Es t ru c t u ra formada
Esta
p r im a r ia . por
una
serie
de
hidrógeno
que
se
los grupos amino de cada
de
aminoácidos, unidos por enlaces peptídico en forma de cadenas, como sucede en la insulina. §
Es t ru c t u ra s e c u n d a ria . Se forma por
una
serie
de
cadenas
57
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residuo
cadena. Por plegada
de
aminoácidos en
otra
se
parte, la estructura
refiere
intramolecular
la
entre
a
la
dos
acción
cadenas
de
elevado peso molecular, Algunas de ellas tienen
molécula
gigantesca
(como
la
ovoalbumina). Algunas se disuelven en agua se coagulan y precipitan por la
polipéptidos, hasta formar puentes de
acción
hidrógeno
temperaturas superiores a 70"C y solu-
que
actúan estabilizando
la
reacción.
de
ciones
ácidos
y
salinas
bases,
alcohol,
concentradas;
esta
precipitación es irreversible. §
Es t ru c t u ra
La
t e rc ia ria .
De acuerdo con su función, se clasifican
estructura de hélice anterior no
en
puede presentarse a lo largo de
transportadoras,
toda
inmunitarias,
la
molécula,
algunos
puntos
porque
se
en
produces
estructurales,
reguladoras, contractiles,
protectoras,
catalíticas,
etcétera.
inflexiones y cambios de dirección que hacen que la molécula (que
FU N CI ON
tenía estructura secundaria) forme
proteínas e s tru c t u ra le s forman parte de
una
serie
de
"brazos"
o
pro-
estructuras
longaciones en el espacio
que
cartílago,
P ROTEÍ NAS . Las
DE LAS
permanentes hueso,
como
estructuras
piel,
celulares
forman la estructura terciaria, la
como la membrana, citoplasma, etcétera.
que se mantiene por su formación
La
de
de
alimentación causa graves danos en el
puentes de disulfuro (-S-S) y por
sistema nervioso y el crecimiento de los
la
niños; sus principales características son:
puentes
de
interacción
hidrógeno,
de
las
cadenas
deficiencia
de
proteínas
en
la
laterales que contienen funciones de naturaleza ácida y básica. En las
proteínas
de
§
estructura
sucede
con
la
colágena
y
la
terciaria aparecen zonas donde se
elastina de algunos tejidos o como
reúnen
en la queratina de garras, unas y
cadenas
laterales
de
aminoácidos, que es donde reside la actividad característica de cada
§
Tienen función p r o te c t o ra como
pelo, entre otros. §
Las proteínas también tienen un
proteína, que reciben el nombre
papel re g u la d o r al formar parte
de lu g a r a c t iv o .
de h o rm o n a s , que se sintetizan
Es t ru c t u ra
c u a t e rn a ria .
Se
en
diversas
glándulas,
como
forma por la asociación de dos o
sucede con la insulina que regula
más cadenas polipeptídicas, que
el
pueden ser iguales o distintas y se
carbohidratos en el organismo (se
llaman s u b u n id a d e s . Cada una
hablara de hormonas en la unidad
por
4 del tomo II).
separado
no
presenta
actividad biológica, sólo asociadas pueden ser activadas.
§
metabolismo
Son
compuestos
por
ejemplo, la hemoglobina que se
P RI NCI P ALES P ROPI EDA D ES D E LAS Son
los
tr a n s p o rt a d o ra s :
combina
P ROTEI Í N AS .
de
de
con
los
gases
de
la
respiración. También participan en procesos
de
c o a g u la c ió n
58
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§
s a n g u ín e a .
ejemplo, los estudios de la cadena
Son contráctiles, porque participan
B de hemoglobina revelan que la
en la contracción muscular, como
hemoglobina del gorila solo es
la miosina y la actina.
diferente de la humana en un
Son
inmunitarias,
porque
intervienen en la formación de anticuerpos.
§
Recuerda
que
§
los
Existen
diferencias
entre
los
individuos de una misma especie
anticuerpos son estructuras que
que pueden ser
actúan contra agentes que causan
que se presente rechazo de las
daño al organismo, como el caso
proteínas de un individuo a otro.
de
Esto
las bacterias quo
producen
tan marcadas
representa
el
mayor
enfermedades.
problema en injertos, trasplantes
Son catalíticas, porque participan
y transfusiones sanguíneas.
en las reacciones de los procesos
§
aminoácido.
§
Los
principales
alimentos
vitales como las enzimas que se
contienen
verán adelante.
carnes, los huevos. La leche y sus
Las proteínas son in f o r m a t iv a s ,
derivados.
porque
sus
proteínas
son
que las
diferencias
estructurales son más marcadas cuanto
mas
encuentren
los
alejados
se
individuos
en
términos evolutivos; en cambio, se
parecen
cercanas
en
más
en
especies
evolución;
por
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tienen que tomar la mayor parte de los
VI TA MI NAS Y S US FU N CI ONES .
alimentos
y
amina
algunas;
por
esencial para la vida, aunque no todas
sintetiza
ellas sean aminas (compuestos químicos
vitaminas D y K.
derivados
A pesar de ser indispensables, cuando se
La
palabra
significa
v it a m in a
del
amoniaco).
Estos
compuestos deben ser ingeridos por los
ingieren
animales junto con sus alimentos.
provocan
Las
vitaminas
reguladora
ejercen
una
solo
pueden
ejemplo,
escasas
en
el
son
problemas,
general,
como
en el organismo. A estos
hombre
cantidades
exces o
función
sintetizar
de
t o x ic a s
y
conocidos
en
h ip e rv it a m in o s is ;
por
ejemplo,
el
descubrió,
provoca
anorexia
precisamente, al detectar los síntomas
cefalea,
que ocasionaba su carencia, cómo en los
irritabilidad, pérdida de peso, dolores en
casos
y
los huesos. La h ip e rv it a m in o s is D causa
fueron
pérdida de peso, calcificación de tejidos
compuestos
se
de
les
e s c o rb u t o , cuyos
ra q u it is m o ,
p e la g ra
síntomas
e xce s o
de
(falta
alteraciones
v it a m in a
A
de
apetito),
del
hígado,
curados mediante la administración de
blandos,
alimentos
h ip e rv it a m in o s is K s e caracteriza por
frescos
que
contengan
insuficiencia
suficientes vitaminas.
provocar
Las vitaminas son compuestos de bajo
gastrointestinales.
peso
moléculas.
Muchas
anemia
renal.
y
La
trastornos
están
relacionadas con c o e n z im a s , por lo que se piensa que es una de las razones
por
las
determinadas procesos
que
al
vitaminas,
químicos
faltar algunos
celulares
no
se
realizan, se altera el metabolismo y,
Las cantidades de vitaminas requeridas por el organismo son m u y p e q u e ñ a s (generalmente microgramos); ya que no proporcionan energía, sino que solo actúan en los mecanismos vitales, por
cantidades,
requieren las
en
vitaminas
y
minerales.
Es
recomendable ingerirlos en las épocas del año en las que son abundantes, porque mejoran sus características además de
Las
vitaminas
h id ro s o lu b le s
y
se
dividen
lip o s o lu b le s .
en En
el
siguiente cuadro se presentan las principales vitaminas, indicando en cada una las funciones
fundamentales
en
las
que
participa
ejemplo los biocatalizadores. se
en
ser más económicas (Figura 1.30).
por lo tanto, la salud del organismo.
Aunque
Las frutas y verduras son alimentos ricos
pequeñas
vitaminas
s on
.
in d is p e n s a b le s en la dieta humana y, en general, en todos los seres vivos, solo que los vegetales son capaces de sintetizar
todas
las
vitaminas
que
requieren, no así los animales, que
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Fig ur a 1 . 3 0 la s
fr u ta s
y
v e rd ura s
son
rica s
en
v ita m in a s y m in e ra le s .
61
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
En forma semejante a las proteínas, los ácidos nucleicos son largas cadenas de
ÁCI D OS N UCLEI COS
unidades, sólo que en este caso se trata Son componentes celulares en los que
de
radica la clave de la transmisión de las
cuales tendrán un lugar preciso en la
características hereditarias.
secuencia que forma la cadena del ADN.
Los
ácidos
nucleicos
son
el
cuatro
n u c le ó t id o s
distintos,
los
á c id o
d e s o x irrib o n u c le ic o , o AD N , y el a c id o LA
rib o n u c le ic o , o ARN . Son
compuestos
de
elevado
peso
moléculas y de estructura muy compleja, formada por la condensación de cientos o miles de unidades menos complicadas llamadas n u c le ó t id o s . Los ácidos nucleicos son sustancias de enorme significado para la célula y para la vida misma, porque en el acomodo de sus unidades o nucleótidos radica toda la información hereditaria.
ES TRU CTURA
N U CLEI COS . n u c le ó t id o s ,
Los que
DE
LOS
ÁCI D OS
monómeros, forman
los
o
ácidos
nucleicos están formados, a su vez, por u n g ru p o f o s f a t o y un azúcar de cinco carbonos o p e n t o s a , que se une a una b a s e nitrogenada p ú ric a o p irim íd ic a . El azúcar puede ser de dos tipos; si el acido es el desoxirribonucleico o ADN, la pentosa será la d e s o x irrib o s a , pero si la pentosa es r ib o s a , el ácido es el ribonucleico (Figura 1.31).
62
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
En los dos ácidos, los nucleótidos se unen por medio de los grupos fosfato que unen al carbono número cinco de una pentosa con el carbono numero tres de la pentosa siguiente;
las
bases
nitrogenadas
se
conectan en el primer carbono del azúcar. Las bases nitrogenadas puricas son la a d e n in a y la guanina, y las pirimídicas son citosina, t im in a y u ra c ilo (Figura 1.32).
63
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figu ra 1 .3 2
en las diferentes especies, sino incluso en
la s b a s e s n it roge na da s s olo p u e de n a p a re a rs e
cada gen ( c ó d ig o g e n é t ic o ) .
co n s u co rre s po n d ie n te e s d e c ir: a d e n in a s c o n t im in a s y g uan in as
con c it os inas ( A -T , G-C ), o
v ice ve rs a
ARN. En el ácido ribonucleico, o ARN, además de que la pentosa es ribosa, la base
timina (que
forma al ADN) es
Sabemos que el principal componente de
reemplazada
los
parte, la molécula del ARN está formada
c r o m o s o m a s es el ADN, que es el
acido en el que básicamente
radica la
por
el uracilo. Por
otra
por una sola banda de nucleótidos.
información hereditaria. A su vez, cada
Se conocen tres tipos de ARN: el r ib o s o -
cromosoma se encuentra integrado por
m a l (ARNr), que se encuentra formando
unidades de material hereditario llamadas
a
genes.
fue
aproximadamente el 80% del total del
descubierta en 1953 por Watson y Crick
ARN celular; el ARN de t ra n s fe re n c ia
en Cambridge Inglaterra. La molécula del
(ARNt) representa el 15% del
ADN está formada por dos largas cadenas
celular y se localiza en el citoplasma, y el
de nucleótidos colocados en forma de
ARN m e n s a je ro (ARNm), se forma en el
espiral
núcleo bajo las órdenes de ADN y la
La
estructura
paralela:
del
ADN
son estructuralmente
independientes
los
ribosomal,
representa
ARN
presencia de la enzima ARN polimerasa.
Las dos bandas de nucleótidos forman una
doble
hélice
hacia
la
derecha,
parecida a una escalera de caracol. Cada una de esas cadenas o bandas está integrada
por
cientos
o
miles
de
nucleótidos. Las dos bases puricas y pirimidicas que aproximadamente se encuentran en igual cantidad, se enlazan por débiles puentes de hidrógeno, con lo que quedan las dos largas cadenas de nucleótidos
(o
polinucleótidos)
unidas
(simularían los peldaños de la escalera). La unión entre las bases puricas y pirimídicas no se realiza al azar. En el ADN, la
timina
solo
puede
unirse
con
la
a d e n in a y la g u a n in a con la citosina; es decir, es una base purica y la otra pirimídica (son complementarias: A-T, TA y G-C, C-G). La secuencia y cantidad de estas combinaciones es distinta no sólo
64
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
fig u ra 1 . 3 3 e s tru ct ur a d e las ca de n a s de n u c le o t id o s q u e form a n a l a d n , s e o b se rv a s u u n ió n y fo rm a c ió n d e la d o b le hé lice q ue s im u la u n a e s ca le ra d e car aco l
FUNCIONES. Ya no cabe duda de que el ADN
que
forma
responsable de
a la
los genes es el transmisión de las
características hereditarias. Se trata de moléculas
informativas.
El
ARN
mensajero es el encargado de llevar la información del núcleo a los ribosomas que
se encuentran en el
citoplasma
65
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
célular, donde está el ARN ribosomal. Los
aminoácidos
rib o s o m a s son los organoides celulares
son las unidades que forman
donde se fabrican las proteínas.
las proteínas) Que
se
(recuerda
encuentran
que
en
el
SINTESIS DE PROTEINAS. La síntesis
citoplasma y los tr a n s f ie re a
de
los ribosomas,
proteínas
se
realiza
t ra s c rip c ió n ,
es
decir,
transferencia
o
copia
se
por hace
de
la
lugar que le corresponde. •
ADN al ARN.
aminoácidos
para
La trascripción que pasa del
fragmentos,
t e rn a s
investigaciones
son
que la síntesis de proteínas se Lleva a cabo por medio de ternas
de
las
bases
nitrogenadas de nucleótidos. Cada terna representa a una unidad
del
mensaje,
que
determina a un a m in o á c id o . La información necesaria para la
construcción
proteína
pasa
del
de
una
ADN al
ARNt
de
llamados
formaran a las p ro te ín a s . Por un tiempo fue difícil conocer con precisión el mecanismo de codificación de los aminoácidos, ya que si solo son cuatro bases nitrogenadas y 20 aminoácidos, no lograba
precisarse
la
forma
como
se
organizaban éstas. Después de muchas experiencias se encontró la clave de su funcionamiento: el ARN utiliza t re s b a s e s o t r ip le t e p a r a c a d a a m in o á c id o , con lo que resultan 64 combinaciones de bases nitrogenadas,
es
decir,
64
tripletes
llamadas c o d o n e s (Figura 1.34).
ARNm. El
cadenas
p o lip é p t id o s , que a su vez
o
se encontró
formar
aminoácidos
tripletas; después de muchas
•
Los
"ensamblados" por el ARNr
ADN al ARN se hace por
•
cada
aminoácido es colocado en el
información genética (u órdenes) del
•
donde
localiza
a
los
66
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Fig ur a 1 . 3 4 Có d ig o g e né t ico pa ra la s ín te s is de lo s 2 0 a m inoá c ido s q u e in t e g ra n la s p ro t e ína s .
Fig u ra 1 . 3 5
67
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Pr oce s o s de s ín te s is de pr o te ína s e n lo s
la s e s p e c ie s d e s e re s v iv o s que existen
ribo s o m a s , e fe c tua do p or e l AR N b a jo la s
en nuestro planeta.
“o rde ne s ”· d e l ADN. Basta con que se repitan o cambien de lugar "las letras" (nucleótidos) para que El ARN (la banda de polinucleotidos)
la
sale por los poros de la membrana
Utilicemos cualquier ejemplo, ¿cuantos
nuclear al citoplasma. Recordemos
mensajes diferentes pueden darnos las
que existen tres tipos de ARN:
cuatro letras de ROSA?:
§
interpretación,
sea
diferente.
El ARN m e n s a je ro (ARNm) lleva la secuencia en la que deberán colocarse los aminoácidos, porque
ROS A
es el codigo genético que se copió
RA S O, ORAS , AROS , S ARO, S ORA ,
del ADN sin ningún cambio. Este
RROS A, ROS AA, e tc é te r a .
proceso
se
llama
tra s c rip c ió n Cualquier "error" o cambio del código
(Figura 1.35). §
El ARN mensajero, una vez que ha
genético recibe el nombre de m u t a c ió n .
salido del núcleo y está en el
Mediante
citoplasma, se une a un rib o s o m a
perpetua la información hereditaria de
formado
cada una de las especies, ya que, como
por
ARN
rib o s o m a l
(ARNr), que es el lugar donde se las
s in t e t iz a n
proteínas,
El
ARN
de
ribosomas.
EL
por
lo
que, de
la
información
(código
ADN
Y
duplicación
como alimento.
g e n é t ic o )
LA
DUPLICACION.
La
del ADN también se le
conoce con el nombre de replicación, que
EL CODIGO GENÉTICO. Es prácticamente una clave mediante la cual se rigen las combinaciones de los cuatro diferentes nucleótidos, como si se tratara de un lenguaje genético que con solo "cuatro leformara
este
características de cada célula o individuo.
Estos
plantas y animales utilizados
(nucleótidos)
se
teínas especificas, sino el resto de las
proceden de las proteínas de
tras"
ADN
dependerán no solo la formación de pro-
los aminoácidos del citoplasma los
del
vimos, se producen copias idénticas de
nucleótidos
t ra n s f e re n c ia
( ARN t) "reconoce" y transfiere
a
duplicación
genética que reside en el orden de los
uniéndose a los aminoácidos. §
la
todas
las
"palabras" del mensaje hereditario, el cual
básicamente consiste en una autocopia (Figura 1.36).
§
Cuando el ADN va a duplicarse, las bandas espirales que simulan los pasamanos
de
la
supuesta
escalera de caracol se estiran.
e s d if e re n t e e n t o d a s y c a d a u n a d e
68
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
proceso, resultaran cuatro bandas. §
Fig ur a 1 . 3 6
Cada c ro m a t id a
o cromosoma
hijo, tendrá en su ADN una banda
Du p lica ción d e l ADN.
vieja y la otra nueva
Existe una h o m e o s ta s is g e n é t ic a (un §
Posteriormente, se abren poco a poco en forma parecida a una A.
§
Recuerda
que
existen
diferentes tipos de
cuatro
nucleótidos,
dependiendo de la base nitrogenada que contengan. Cada banda del ADN sirve como molde para los nucleótidos que la forman se unan de
acuerdo
nitrogenada
con a
su los
base nuevos
nucleótidos que les correspondan, lo que también dependerá de las bases de estos, es decir, que solo podrán unirse a d e n in a s (A) con t im in a s (T) y g u a n in a s (G) con c it o s in a
( C) .
Al final de este
orden) que Le r n e r ,
en 1954, definió
como: "La propiedad de la población de equilibrar
su
composición
genética
y
resistir los cambios súbitos." Como hemos visto, en los individuos de reproducción
sexual
existe
mayor
variabilidad genética, en la que participan la r e c o m b in a c ió n d e g e n e s que se da en el entrecruzarniento cromosómico de la
meiosis,
así como
c a ra c t e r ís t ic a s
de
la
origen
m e z c la paterno
de y
materno, que portan los gametos y que se fusionan mediante la fecundación.
En relación con el primero de estos mecanismos, es conveniente mencionar a
69
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
los
g enes
lig a d o s
características,
que
de
diferentes
Como se menciono, los cambios en el
durante
la
código genético, con excepción de los
entre
los
debidos a la precombinación genética, se
recombinacion
genética
cromosomas
homologos
pueden
consideran
mutaciones,
presentarse
nuevas
cromosomico. Las m u ta c io n e s son otro
genéticas
que
aumentan la variabilidad genética.
de
los
procesos
nivel
pueden
intercambiar de sitio, lo que da origen a combinaciones
a
que
genético
importantes
o
que
a u m e n t a n la v a ria b ilid a d g e n é t ic a y, La v a r ia b ilid a d g e n é t ic a representa en
por
los individuos o en las especies mayores
importante a la e v o lu c ió n b io ló g ic a .
oportunidades
forma
En general. Los cambios en el proceso evolutivo casi siempre son g ra d u a le s ,
que opere la selección natural); por tanto,
tanto en el nivel orgánico como en las
las poblaciones con mayor variabilidad
moléculas.
conservar
que
en
les
podrán
cambios
contribuyen
permiten a d a p t a rs e por si mismos (sin
genética
de
ende,
por
mas
tiempo su estabilidad u h o m e o s t a s is g e n é t ic o .
70
BI O MO LECULA S : LO S COMP UES TO S DE LA VI DA . EL CA SO ESPECI AL D E LOS VI R US _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
equilibrio de todas v cada una de las
EN ZI MAS Y S U S FU NCI ON ES
reacciones de las funciones que integran Las enzimas son proteínas que regulan el
el metabolismo de los organismos, razón
curso de los procesos o de las funciones
por la que también se les da el nombre
vitales
de
(como
fosíntesis,
respiración,
b io c a t a liz a d o re s ,
que
son
digestión), así como las funciones de los
sintetizadas por el propio organismo.
órganos.
La sustancia transformada por la enzima
Actúan
como
re g u la d o r e s
o
se
llama,
s u s t ra t o ,
y
la
molécula
c a t a liz a d o r e s , sin quedar involucradas
modificada del sustrato recibe el nombre
definitivamente.
de
La
catálisis
es
la
p ro d u c t o ;
sus
reacciones
son
aceleración (regulación) de las reacciones
re v e rs ib le s .
sin aumentar la temperatura.
Las enzimas son e s p e c íf ic a s , es decir,
Como dijimos, las enzimas no quedan
solo
involucradas
las
sustrato: por ejemplo, las enzimas que
la
actúan en el proceso de la respiración no
provocan s im p le m e n te p o r p re s e n c ia ;
pueden hacerlo como enzimas digestivas.
reacciones.
como La
parte
a c c ió n
de
q u ím ic a
actúan
sobre
un
determinado
por tanto, prácticamente no se gastan y solo se requieren en pequeñas cantidades que se re c u p e ra n . Las
enzimas
v e lo c id a d
in f lu y e n
s o b re
la
con la que se alcanza el
71
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
B LOQU E I I FUN CI ON ES CELU LARES : MI TOS I S , MEI OS I S , RES P I RA CI ÓN Y FOTOS Í N TES I S
EL CI TOP LAS MA
El citoplasma es el material básico de la
organelos
mediante
célula. Se encuentra entre la membrana
cuales respira la célula.
los
celular y el núcleo. Es de consistencia acuosa y esta formado principalmente por
Están formadas por una doble membrana
proteínas. En el se encuentran organelos
llamada membrana mitocondrial, dividida
celulares como el retículo endoplásmico,
en dos secciones: la interna, con pliegues,
Los ribosomas, el aparato de Golgi y las
llamados cre s ta s m ito co n dr ia le s , que se
mitocondrias.
observan
como
compartimientos;
la
pequeños externa,
que
envuelve a la mitocondria y funciona en LAS
MI TOCOND RI AS
Y
LA
forma semejante a la membrana celular. La
RES PI RACI ON CELU LAR
forma
plegada
de
las
crestas
incrementa la superficie de contacto para Las células necesitan energía para realizar
que ocurran las reacciones bioquímicas
sus funciones. Para obtenerla, las células
(figura 2.23.).
respiran
y
lo
hacen
mediante
sus
mitocondrias.
Las mitocondrias son los
72
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ de carbono. Sin embargo, en un sentido
RES PI RACI ÓN CELU LAR
más preciso "respirar" significa que un organismo libera la energía contenida en Cuando se habla de la respiración de un
sus alimentos a fin de aprovecharla para
organismo, se habla del intercambio en el que se toma oxígeno y se elimina dióxido
desecho. La respiración, en este sentido más preciso, se efectúa en las células. poder realizar todas sus funciones. En
La
ese
utiliza
mediante la cual la energía almacenada en
oxígeno para "quemar" agua, así como
los alimentos se transforma en energía útil
las sustancias alimenticias de las cuales
para que un organismo realice todas sus
liberara la energía y produce agua, así
funciones.
como
proceso,
dióxido
el
de
organismo
carbono
respiración
ce lu lar
es
la
función
como
73
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Liberación de dióxido de carbono y vapor de agua
Fig ur a 2 . 2 4 , r e s p ira c ió n ce lu la r
Propósito:
observar
la
producción
de
La respiración celular se realiza cuando la
dióxido de carbono por parte de los seres
célula
vivos.
combina alimento
mediante
esta
con oxígeno;
combinación,
la
célula
produce adenosín trifosíl (ATP), agua y
MATERI AL:
dióxido de carbono (figura 2.24.). El ATP es una sustancia almacenadora de
§
recipiente con agua de cal
energía; la energía qua disponible en la
§
popote
célula para cuando ésta la necesite. El
§
pedazo de cristal
agua permanece en célula, que expulsa el
§
termómetro
dióxido de carbono. El principal nutrimento utilizado por la
P ROCED I MI EN TO:
célula como "combustible" es glucosa, que
a)
la célula obtiene de los carbohidratos que
agua de cal.
entran en ella. También puede usar como
b)
"combustible" las proteínas y los lípidos,
extremo libre del popote.
pero en menor medida, y solo al escasear
c) Saca el popote y observa lo
la glucosa.
que sucede en el agua de cal.
La
respiración
celular
ocurre
en
la
§
mitocondria. Ahí la glucosa y el oxigeno se transforman
en
ATP
mas
dióxido
de
§
los ácidos tricarboxílicos.
respiran,
pues
de
por
el
Ch) Sopla con fuerza en el pedazo
mas complejo llamado Ciclo de Krebs o de
células
fuertemente
en tu cuaderno
de cristal.
las
Sopla
¿Qué cambios observas? Escribelo
carbono y agua después de un proceso
Todas
Introduce el popote en el
¿Que se forma en é1? d) Sopla con fuerza el bulbo del
los
mediante
organismos
esta
termómetro.
función
§
pueden disponer de la energía química
Lo que pasa con el
nivel de
mercurio del termómetro
que se almacena en los alimentos. Los organismos, tanto autótrofos como heterótrofos, eliminan dióxido carbono y vapor de agua mediante la respiración.
REFLEXI ON : En
equipos
respondan
la
siguiente
pregunta:
Compruébalo con la siguiente actividad.
74
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
•
¿En qué parte de nuestro cuerpo
en cuanto al tipo de
sustancias que
se forman el dióxido de carbono
intervienen es la fotosíntesis.
y el vapor de agua?
La fotosíntesis no es específica de la célula
Expongan sus respuestas ante el grupo y
vegetal ya que se realiza también en las
obtengan conclusiones.
algas y en las cianobacterias.
El enturbiamiento del agua de cal indica que hubo dióxido de carbono, pues con la
LOS CLOR OP LAS TOS Y LA
cal, este forma una sustancia blanquecina
FOTOS Í N TES I S
llamada carbonato de calcio. Además
de
todos
los
Se comprueba que el aire espirado tuvo
Cloro p la s to s .
gran proporción de vapor de agua y
organelos comunes a todas las células,
temperatura mas elevada que la del aíre
solo la mayoría de los vegetales poseen
inspirado porque el pedazo de cristal se
cloroplastos.
cubrió de vaho (vapor de agua) y subió el
cloroplastos tienen membranas con forma
nivel del mercurio.
de disco, llamadas tilacoides, apiladas
En
su
interior,
los
unas sobre otras. En ella se concentra una Los productos de la repiración son la energía liberada, el dióxido de carbono y el vapor de agua, la energía permanente dentro de las células, en el ATP, el dióxido de carbono y el vapor de agua son expulsados de la célula.
sustancia de color verde llamada clorofila, capaz de aprovechar la energía de los rayos luminosos necesaria para realizarse en ellos la fotosíntesis. A través de este proceso la planta elabora su alimento y libera oxígeno (figura 2.25.)
Un proceso similar a la respiración celular
75
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Los cloroplastos son importantes para la
procesos
planta
su
consiste en que las plantar captan la
función ésta obtiene y acumula energía
energía luminosa proveniente del Sol y la
indispensable para la nutrición de sus
transforman en energía química, es decir,
células. La n u t r ic ió n c e lu la r comprende
en
la entrada de sustancias a la célula y la
molécula de glucosa. Las plantas elaboran
transformación de ellas en otro tipo de
la glucosa con el dióxido de carbono, el
sustancias
agua y la energía de la luz solar.
misma,
porque
que
mediante,
la
célula
pueda;
biológicos.
energía
que
se
La
fo to s ín te s is
almacena
en
la
aprovechar para formar sus componentes o para obtener energía.
La energía que captan las plantar es la
La nutrición
que usaran los demás organismos que
celular puede ser de dos
tipos. El primero es la nutrición a u t ó t r o fa ,
se alimentan de ellas o de sus restos.
que se llama así porque las células son
La producción de glucosa, que es un
capaces de elaborar su propio alimento
azúcar, es importante porque se trata de
mediante la fotosíntesis. Otro tipo de
una sustancia con la cual después, por
nutrición autótrofa es la q u im io s ín t e s is ,
procesos muy complicados, la planta
proceso llevado a cabo por algunos tipos
puede elaborar otro tipo de glucidos
de bacterias. Este proceso consiste en que
(como la celulosa y el almidón).
estos
sus
Otro hecho importante que ocurre en la
alimentos usando la energía que extraen
fotosíntesis es la liberación de oxígeno.
de moléculas como el acido sulfhídrico.
Éste se libera porque las moléculas del
El
microorganismos
segundo
tipo
de
elaboran
nutrición
es
la
agua se "rompen". Como recordaras, las
h e t e ró tro fa: la llevan a cabo las células
moléculas del agua
que no hacen la fotosíntesis y requieren
oxígeno e hidrógeno; cuando se "rompen",
tomar
la
ya
elaborado
nutrimentos diferentes
de de
los
el
los
alimento. Los vegetales
nutrimentos
son
de
los
planta
utiliza
se
el
componen de
hidrógeno
para
transportar energía, y el oxígeno se libera a la atmósfera.
animales. El vegetal requiere tomar del medio sale minerales, dióxido de carbono
Muchos seres vivos utilizan el oxígeno
y
para respirar.
agua;
el
animal
necesita
ingerir
alimentos (materia orgánica) Y agua. Los
En
resumen,
ocurren
tres
vegetales son autótrofos, porque hacen la
importantes en la fotosíntesis:
sucesos
cual
•
Se capta la energía del Sol.
transforman el dióxido de carbono y el
•
Se elabora glucosa.
fotosíntesis,
agua
en
por
medio
sustancias
de
la
alimenticias.
La
fotosíntesis y la quimiosíntesis posibilitan
Se libera oxígeno.
que los seres vivos tengan las sustancias y la
energía necesaria para realizar
los
76
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
LA FOTOS Í NTES I S Y LA R ES PI RACI ÓN CELU LAR S ON P ROCES OS I NVERS OS
fig u ra 2 . 2 6 , pro ce so s d e la fo t o s ín te s is . La fotosíntesis es la función a las plantas
Todas las células de las plantas, y de
y
liberan
todos los demás seres vivos efectúan la
oxígeno, para ello necesitan luz
respiración celular para tener energía (en
solar, dióxido de carbono y agua.
forma de ATP) a
través de
la
cual
elaboran
glucosa
fin de realizar sus
funciones. Pero sólo las plantas, las algas Como habrás notado, la respiración celular
realizar la fotosíntesis. Por esta razón,
es inversa a la fotosíntesis. En la fotosíntesis, la luz solar es captada y transferida a la glucosa. En la respiración celular,
la
molécula
de
y ciertos tipos de bacterias son capaces de
glucosa
se
importantísimo cuidarlas y protegerlas: ¡ellas proporcionan energía todos los seres vivos!
descompone y transfiere su energía al ATP, sustancia que después utilizarán las
P ROB LEMAS Y ACTI VI D AD ES
células. A. formación de grupos de aprendizaje cooperativo Influencia de la luz en el crecimiento de las plantas Propósito Observar la importancia de la luz para el desarrollo de la fotosíntesis.
Ma t e ria l: Cuatro plantas pequeñas, de la misma especie y del mismo tamaño, cada una en maceta del mismo tamaño y con el mismo tipo de suelo; cuatro focos de 20, 40, 60 y 100 watts; cuatro portalámparas; cuatro
77
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ cajas grandes donde quepan las plantas,
Expongan sus respuestas ante el grupo,
una regla o cinta métrica.
discútanlas
y
obtengan
conclusiones
generales. a) Rotulen las plantas con las tetras
D I S CUS I ÓN A N I VEL D E G RU P O.
A, B, C, D. Colóquenlas dentro de las cajas, y en un cuarto donde no
¿La fotosíntesis y la respiración celular son
entre la luz del día.
procesos inversos o complementarios? ¿En qué se basan para afirmarlo? Expongan
b) Sobre cada una de las plantas
sus
respuestas
ante
el
grupo,
ubiquen uno de los focos, a 40 cm
arguméntenlas y entre todos, obtengan
de altura.
conclusiones comunes.
c) Dejen prendidos los focos las 24 horas
del
dia,
durante
una
ELA B ORACI ÓN
DE
MA PAS
CON CEPTUALES ,
semana. Observen a las plantas
Elabora
todos los días, midan su altura en
respiración celular y otro de la fotosíntesis.
centímetros y registren cualquier
Expongan
cambio
explíquenlos.
que
noten
en
ellos.
un
mapa
sus
conceptual,
mapas
ante
de
la
el
grupo;
DE
LOS
Riéguenlas cada tercer día. EN
EQUI P OS
DI S CU TAN
LAS
P REGU NTAS S I GUI ENTES : •
¿Qué sucedió con las plantas?
•
¿Cómo explican esos resultados?
RELACI ON
DE
I D EAS
S I MB OLOS .
Un símbolo es una imagen generalmente sencilla, que representa una o varias ideas.
•
¿Qué relación tienen los resultados
Algunos simbolos que tu conoces son los
con el fenómeno fotosintético? ¿Por
de no fumar, el de la Cruz Roja, y el de "te
que?
amo". En una cartulina elabora un símbolo que
•
¿Por qué al iniciar el experimento
represente a la respiración celular y otro
las plantas debían tener el mismo
que
tamaño?
Expónganlos ante el grupo y expliquen por
represente
la
fotosíntesis.
qué los hicieron así. ¿Qué habría ocurrido si no hubiera sido así?
LOS
CLOROP LAS TOS
Y
LA
FOTOS Í N TES I S §
Diseñen un experimento en el que se compare la luz solar con la luz de focos de distintas intensidades,
¿Co m o ca p t ur an la s cé lu la s v e ge ta le s la e n e rg ía lu m ino s a y com o la t ra n s for m a n e n e n e r g ía q u ím ic a?
en relación con el crecimiento de las plantas.
Los cloroplastos se hallan presentes en
78
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ las células vegetales, son de forma
nismos a u t o tro f o s producen moléculas
ovoide y están integrados
alimenticias ricas en energía (como la
por
una
membrana de doble capa y una matriz
glucosa:
C6H1206),
homogénea llamada estroma, en la que
compuestos simples como el bióxido de
se encuentran las pilas de grana que
carbono
contienen clorofila y caroteno idees. Los
capturando la energía luminosa.
(CO2)
y
a
partir
el
agua
de
(H20),
grana están conectados unos con otros por medio de membranas, la función de
6CO2 + 6H20 + Luz --
los cloroplastos es la fotosíntesis (figura
C6H12 O6 +
602
2.18). La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas verdes y otros orga-
fig . 2 . 1 8
clor o p la s to ,
or ga n e lo
de
la s
En
la
fase
luminosa,
los
fotones
capturados por la clorofila proporcionan
cé lu la s v e ge ta le s.
energía para dividir dos moléculas de agua (H2 0) en una molécula de oxigeno La fotosíntesis consta de una serie de complejas vías metabólicas que pueden resumirse en una secuencia de reacciones dependientes de la luz (fase luminosa), donde se produce NADPH (nicotinamida adenin
nucleótidofosfato)
y
ATP,
los
cuales sirven mas tarde para reducir al bióxido de carbono (C02) en carbohidratos en la fase oscura.
(02), cuatro
protones
electrones
-
cuatro
e
-
(e ). y
moléculas de
(H+) y
cuatro
Simultáneamente,
dos
H•
convierten
NADP+ (oxidada) a
los dos su
forma reducida NADPH. Otra parte de energía luminosa ayuda a agregar fosfato inorgánico P al difosfato de adenosina ADP + P, para formar una molécula
que
almacena
energía
ATP
79
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
(trifosfato
de
adenosina
o
adenosin
trifosfato). En la fase oscura (llamada así porque no requiere luz), la energía almacenada en el ATP y en el NADPH se extrae para convertir al bióxido de carbono y a los hidrógenos en glucosa durante el ciclo de Calvin. La mitad de hidrógenos y todos los
electrones
obtienen
a
que
partir
se del
requieren NADPH
y
se los
hidrógenos restantes se obtienen del agua (figura 2.19).
fig. 2.19 La fotosíntesis. El esquema ilustra las dos fases: luminosa y oscura. A la izquierda, las
reacciones
dependientes
de
lu z
muestran la forma en que se utiliza el agua y la manera en que se forma el oxígeno, el ATP y los hidrógenos. El ATP y los
hidrógenos
reacciones
que
son no
utilizados requieren
en de
las luz,
conocidas como fase oscura.
80
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
81
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
82
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ cleo es la de un centro de control desde el
EL N Ú CLEO Y LA DI VI S I ÓN CELU LA R
que se envían las instrucciones para el Las células animales generalmente tienen
funcionamiento adecuado de la célula. Las
un núcleo esférico, con un diámetro entre
células, como los organismos, tienen un
4 y 6 micrómetros. En las células ve-
periodo de vida llamado c ic lo c e lu la r ,
getales el tamaño es similar al de algunas
que es tempo transcurrido desde que se
células animales, pero la forma es más
forma una célula hasta que se divide,
irregular, pues la presión que ejercen las
dando lugar a dos nuevas células. Este
vacuolas tiende a deformarlo. El medio
periodo
interno del núcleo se llama n u c le o p la s m a
distintas (fig. 2.29).
comprende
dos
etapas
muy
y en él se observa el nucleolo (fig. 2.28). El núcleo contiene la mayoría del ácido desoxirribonucleico (ADN) celular, que no esta libre, sino que se encuentra como cromatina que no es visible al microscopio óptico, en el cual puede distinguirse sólo como masa tenida con colorantes básicos cuando la célula no esta en división. Además del ADN, el núcleo contiene gran numero de proteínas, las h is t o n a s y n o que
h is t o n a s ,
forman
parte
de
la
cromatina, y otras proteínas y enzimas para las principales funciones que
se
realizan en su interior: re p lic a c ió n y t ra n s c rip c ió n . Finalmente,
el
núcleo
contiene
una
cantidad variable de ácido ribonucleico (ARN), pues la transcripción tiene lugar en su interior; en los núcleos con mucha actividad siempre hay ARN en movimiento hacia el citoplasma. ¿ Có m o
t ra n s m it e n
in f o r m a c ió n
g e n é t ic a
c é lu la s de
un a
su ge
o tr a ? Para entenderlo, es
n e r a c ió n a preciso
la s
recordar
que
en
algún
mo
mento de su vida las células duplican su material
hereditario,
el
ADN.
En
este ácido, se encuentran las instrucciones genéticas se
dirige
a la
partir
de
sintesis
las de
cuales proteínas
División y separación de cromosomas.
específicas. Por tanto, la función del nu-
83
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2.29 en el ciclo celular .las frases de
encuentra en G1 .
crecimiento de la interfase alternan con
En el transcurso
las fases
síntesis de ARN y de proteínas se produce
de división, que incluye la
citosíntesisi.
de
la
interfase,
la
más o menos a un ritmo constante.
CROMOS OMAS §
Interfase o etapa de crecimiento celular, esta comprende el tiempo
Los cromosomas son las estructuras de la
que transcurre entre una y otra
célula
división sucesiva.
genética.
que
contienen
Un
considerado §
la
información
cromosoma como
un
puede
ser
componente
División celular o etapa en la cual
nuclear dotado de organización individual
a partir de una célula inicial se
y funciones especiales (fig. 2.30).
forman las dos nuevas células
Esta información genética esta en forma
hijas.
de ADN; es capaz de autoduplicarse y de mantener sus propiedades morfológicas y fisiológicas
a
Durante la interfase, la duplicación del
celulares
ADN solo
procarióticas,
tiene
lugar
en un periodo
lo
largo
sucesivas. los
de
En
divisiones
las
cromosomas
células están
limitado denominado fase S (sintesis del
formados por largas cadenas circulares
ADN). Debido a esto, la
de
interfase
se
1
(fig.
2.31).
En
las
células
eucarióticas los cromosomas se forman
subdivide e n tre s f a s e s : Fa s e G
ADN
(del ingles gap, que significa
por tiras de diferentes longitudes de ADN
"espacio vacio" o " separación") inicia
(fig. 2.32).
después del periodo de división celular;
Todos los organismos tienen un número
es una etapa de crecimiento general y de
definido de cromosomas; por ejemplo, las
duplicación
células humanas tienen 46, el perro tiene
de
los
organelos
citoplasmáticos.
78 y el caballo
Fase S (síntesis de ADN) o segunda etapa
contienen la información genética
es un periodo de síntesis, no solo del
controla
ADN, sino también de las proteínas que
crecimiento y la división celular. Además,
forman
están formados de un material Llamado
parte
de
la
cromatina,
las
66. Los cromosomas que
la actividad celular, como el
constituido
de
ADN
y
histonas y no histonas, que se unen
c r o m a t in a ,
rápidamente con el material genético
proteínas. La función de estas proteínas es
recien sintetizado.
la de plegar la molécula de ADN para que
Fase G2 es un periodo de preparación
pueda estar dentro del núcleo. Esto es
para que la célula entre en la división
muy importante, pues la doble hélice que
celular; en esta fase la célula contiene
forman los cromosomas es mucho más
doble cantidad de ADN que cuando se
larga que el cromosoma mismo.
84
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
85
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
polinucleadas. Los cromosomas están formados por dos cromátidas
o
partes
comúnmente
se
idénticas
llaman
que
cromátidas
hermanas. Cada par de ellas esta unido en
un
área
Llamada
c e n t ró n ,
que
generalmente está localizado en el centro del cromosoma.
En
otras
células
es
posible que se replique varias veces el ADN, sin división de la célula, por lo que la célula
que
genético
resulta
tiene
aumentado
el
varias
material
veces,
se
denominan poliploides. En el año 1800, los biólogos definieron cuatro fases de la mitosis: E
Durante
P ro fa s e .
esta
fase,
los
cromosomas se condensan en el núcleo. MI TOS I S
Las
cromatidas
cromosomas La m it o s is o fa s e M del ciclo celular es el
proceso
continuo
que
replica
los
cromosomas y forma dos nuevos núcleos. En esta, persiste e1 número original de cromosomas
durante
las
divisiones
nucleares sucesivas. Por tanto, las células somáticas se dividen por medio de la mitosis y todas contienen un doble juego de cromosomas al que se conoce como diploide ( 2 n ) . La mitosis puede durar unos
pocos
minutos
o
incluso
días
empieza después de la interfase y termina antes de la citocinesis.
algunas anomalías. A veces pueden ocurrir varias divisiones sucesivas del núcleo sin
do células con muchos núcleos o
el
condensados
microscopio
centríolos,
dos
originan
de
son
los
visibles
compuesto.
pequeñas
Los
estructuras
localizadas en el citoplasma cerca de la envoltura nuclear, se separan y adquieren posiciones núcleo;
opuestas
además,
a
son
cada
lado
del
estructuras
que
contienen tubulina, proteína que empieza a formar los llamados
microtúbulos que
constituyen una estructura librosa llamada h u s o m it ó t ic o . Hay
que
vegetales
recordar no
pueden formar
En ciertas células, la mitosis presenta
citocinesis,
bajo
hermanas
tienen
que
las
células
centriolos,
pero
un hueso de estructura
casi idéntica al de las células animales. Al final de la profase
hueso mitótico
se
estrecha hacia los polos de la célula. La envoltura nuclear y el nucleolo se rompen en
pequeños
desaparecen.
fragmentos Una
parte
y
después de
cada
86
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
centrómero del cromosoma se une a las fibras del huso empiezan
a
2.33)
mitótico y las fibras
mover
a
las
cromátidas
hermanas hacia el centro de la célula (fig
87
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Me ta f a s e .
son
cromosomas, que se desenrollan para
empujados hacia el centro de la célula,
formar una masa de cromatina. Al final
donde
de la telofase, el huso mitótico se ha
se
conectan
Los
cromosomas
alinean. al
Los
centrómero
microtúbulos de
cada
desbaratado.
cromosoma con los polos del huso y debido al arreglo que presentan en forma
La
citocinesis
o
división
de estrella se llaman a s t e rs . Al final de la
empieza durante la telofase, mientras se
metafase, cada cromosoma esta alineado
forma el nuevo núcleo. En las células
a igual distancia de los extremos de la
animales, la
célula.
centro de la célula madre se invagina para
membrana
citoplasmica
celular en el
formar una división justo a la mitad. An a f a s e . En ésta, los centrómeros se
Cuando esto ocurre se forman dos células
separan, las fibras del huso mitótico
idénticas a la célula progenitora con su
jalan a los cromosomas hacia los polos
membrana celular completa.
de la célula. Una vez separadas las cromátidas hay dos grupos idénticos de cromosomas. Esta fase termina cuando los dos grupos de cromosomas, recién formados,
están
localizados en
los
extremos de la célula.
Te lo f a s e . En esta última fase, se han formado dos núcleos. El proceso es inverso a lo que ocurre durante la profase. Las envolturas nucleares se forman alrededor de cada grupo de
88
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
conoce como c é lu la d ip lo id e ( 2 n ) . Casi
MEI OS I S En casi todas las especies eucarióticas, los descendientes son producidos por la unión de dos células especializadas que contienen las instrucciones genéticas para crear un nuevo organismo. Se sabe que cada especie
tiene
un
número determinado de cromosomas y que en los seres humanos es de 46; es decir, 23 cromosomas de cada célula sexual. Cada célula, que contiene dos juegos completos de cromosomas, se
todas las células del cuerpo son diploides. Las
células
sexuales
espermatozoides)
se
(ovulos
combinan
y para
producir descendencia y contienen solo 23 cromosomas, la mitad del número de las células diploides. La célula que contiene solo un juego completo de cromosomas se llama c é lu la h a p lo id e ( n ) . Las células reproductoras haploides se llaman g a m e t o s o c é lu la s s e x u a le s .
89
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Para
mantener
el
numero
de
cromosomas estable de generación en generación, las células haploides se reproducen por medio de un proceso llamado meiosis, que es un tipo de reproducción celular, cuyo numero de cromosomas es reducido a la mitad para que la célula hija sea haploide (n). La meiosis solo tiene lugar en los gametos de animales y vegetales que
La meiosis comprende dos divisiones sucesivas.
Antes
llamada
m e io s is
I,
se
caracteriza por una profase muy larga en la que los cromosomas homólogos se aparean íntimamente y efectúan un intercambio de material genético. En la segunda división llamada m e io s is 1 1 , las dos cromátidas de cada cromosoma se separan en dos células haploides. Al principio de la meiosis I, el par de cromosomas homólogos se sitúan muy cerca uno del otro. Mientras se aparean,
se reproducen sexualmente.
nucleares
división
de
la
primera división se copia el ADN, justo como ocurre en la mitosis. La primera
los
brazos
de
los
cromosomas
intercambian segmentos de ADN en el proceso
llamado
entrecruzamiento.
Como hay una Bola replicación de ADN,
90
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
pero dos divisiones, la meiosis produce
Las
dos
divisiones
meióticas
son
la mitad de los cromosomas.
tradicionalmente divididas en ocho fases (fig. 2.34).
2.34
en
la
m e o s is
dos
ju e go s
de
Me t a f a s e
I.
El par de
cromosomas
cu a tro
homólogos se mueve hacia el ecuador de
ce lu la s , ca d a u na d e la s cu a le s tie n e la
la célula con ayuda de las fibras del huso
m it a d
acromático.
crom o s om a s
se
d iv id e n
e n tre
de lo s cro m o s o m a s d e la cé lu la
Estos
cromosomas,
formados cada uno por dos cromátidas,
or ig in a l.
se mantienen juntos. Aunque tienen los mismos nombres que la mitosis, los eventos que suceden son significativamente diferentes en algunos
§
I . En esta fase, los
cromosomas
aspectos.
por acción de las fibras del huso.
cromosomas homólogos se acomodan en después
ocurre
se
los polos opuestos de la célula
y la envoltura nuclear se rompe. Aquí los
y
homólogos
separan y son empujados hacia
Profase I. Los cromosomas se condensan
pares
Anafa s e
Cada
el
cromosoma
permanece
compuesto por las dos cromatidas
entrecruzamiento.
unidas por su centrómero. §
Te lo f a s e I . Aqui los cromosomas alcanzan los polos de la célula. En la mayoría de los organismos el
91
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ citoplasma se
divide,
dos nuevas células.
formando Aquí
cada
c it o c in e s is , en la cual se forman las membranas
alrededor
de
las
cuatro
célula producida contiene la mitad
células hijas que contienen un número
del numero de cromosomas de la
haploide de cromosomas (n). La cantidad
célula original. Por esta razón la
de material genético se redujo y se realizó
meiosis I se llama comúnmente
la combinación de cromosomas en cada
división reduccional.
gameto. La
importancia
Las dos células producidas en la m e io s is I
radica
ahora
eficiente
entran en
meiosis II,
Con
la
en
que de
del es
entrecruzamiento una
producir
diferencia de que los cromosomas no se
g e n é t ic a ,
replican, de esta manera cada uno tiene
binación
de
genes y
dos cromatidas.
producir
la
v a ria c ió n
es
manera
muy
re c o m b in a c ió n
decir, una nueva comde
esta
forma
g e n é t ic a .
La
velocidad en el cambio de las especies • P ro f a s e I I . Se forman de nuevo
está,
frecuentemente,
limitada
por
la
las fibras del huso acromático y los
cantidad de variación genética disponible;
cromosomas
el
se
vuelven
a
condensar.
entrecruzamiento
tiene
un impacto
enorme en la evolución de las especies.
• Me ta f a s e I I . El huso acromático alinea los cuatro cromosomas en el centro de la célula. • An a f a s e
I I . Los centrómeros se
dividen y se separan las mitades (cromatidas) de cada cromosoma paterno, y se desplazan hacia los polos de la célula. • Te lo f a s e . Cada uno de los cuatro núcleos producidos en esta fase reciben una cromatida, que ahora se denomina cromosoma. La
m e io s is
II
es
seguida
por
la
92
EL CI TOP LA S MA _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
93
EL TA MA ÑO DE SER ES VI VOS , CELULA S Y MOLECULA S_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
B LOQUE I I I B I OMOLÉCU LA S Y CÉLU LAS , S U EN S EÑ AN ZA Y AP REN D I ZA JE EN LA ES CUELA S ECUN D ARI A §
Ideas de los alumnos: concepto de célula y de su estructura. Como trabajar con las ideas previas.
§
Errores conceptuales en biología referidos
a
la
evolución
y
estrategias para mejorar el trabajo docente
EL TAMAÑ O DE S ERES VI VOS , CÉLU LAS Y MOLÉCU LA S .
En esta actividad desarrollarás la intuición sabré el tamaño de algunas estructuras, que
se
estudian
en
la
biología.
Comenzaremos en esta primera parte con
unos cuántos decimetros al nacer, hasta más de 2 metros. Un elefante puede medir 4 metros. Los árboles pueden tener alturas desde menos de un metro hasta
el mundo macroscópico. En nuestra vida cotidiana
ejemplo, una persona puede medir desde
usamos el
metro (m) como unidad de medida de longitud porque la mayoría de las cosas con las que interactuamos tienen un tomaño de este orden. Muchos animales y plantas que conocemos tienen magnitudes que pueden medirse en metros. Por
más de 100 metros. Las ballenas pueden medir desde unos cuantos metros hasta más de 30 metros. Para darnos una idea de las dimensiones anteriores, comparemos un hombre de 2 metros de altura con una ballena de 30 metros de longitud y un árbol gigantesco
94
EL TA MA ÑO DE SER ES VI VOS , CELULA S Y MOLECULA S_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
de 120 metros. ¿Cuántas veces más
ballena?________________
grande
¿
es
la
ballena
que
el
y
el
hombre?__________________________
árbol?______________________dib
¿Cuántas veces más grande es el árbol
ujalos en una hoja.
que
la
ballena?___________________________
Para representar magnitudes que difieren
¿Cuántas veces más grande es el árbol
en rangos considerables, es recomendable
que
usar una escala que varie en potencias de
el
hombre?__________________________
10, como la mostrada a continuación.
_________________De acuerdo con las
Cada marca (0.1 m, 1 m, 10 m y 100 m)
relaciones anteriores, si dibujamos un
representa una longitud 10 veces mayor
hombre de media centimetro de altura,
que la anterior.
¿cuántos
centimetros
debe
medir
la
______________________ El ojo humano puede distinguir objetos En
el
diagrama
anterior,
las Hienas
gruesas que representan las magnitudes de árboles y ballenas no estan completas. Extiendelas
de
acuerdo
con
las
di-
pez
tiene
una
longitud
de
20
centimetros (0.2 m). Colocalo con una
Piensa en tres animales que correspondan cada
una
de
las
tres
puntito tiene más o menos este espesor. Así, el segundo rango de magnitudes que
de un milímetro hasta 100 milímetros (que
equivalen
a________________
centímetros,
flecha en la escala de arriba.
a
décimo de milímetro). Por ejemplo, un
examinaremos va desde la décima parte
mensiones mencionadas anteriormente. Un
con un grosor de hasta de 0.1 mm (un
divisiones
marcadas en el diagrama anterior (de 0.1 a 1 m; de 1 a 10 m y de 10 a 100 m). Inclúyelos en el diagrama con una flecha indicando su tamaño aproximado. Para objetos mas pequeños utilizamos el milímetro (mm) como unidad de medida.
______________decímetro
a y
a
0.1
metros). La hoja de una planta puede medir 60 mm. ¿Cuantos centímetros es esto?______________________ Una lombriz tiene una longitud de 20 mm. Un mosquito puede medir 5 mm y una hormiga mide tan solo 2 mm. La siguiente figura muestra esta escala.
¿Cuantos milímetros forman un metro?
95
EL TA MA ÑO DE SER ES VI VOS , CELULA S Y MOLECULA S_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Piensa Este
segundo
rango
es
el
menos
en
dos
correspondan
al
animales rango
de
más la
que escala
interesante, ya que no se encuentran
anterior. Inclúyelos en el diagrama con
muchas estructuras biológicas dentro de
una
el. Sin embargo, las dimensiones de
aproximado.
muchos
Estima
órganos
de
animales
y
del
flecha el
indicando ancho
de
su un
tamaño cabello
y
hombre se encuentran en este rango. Por
representa esta magnitud en la escala de
ejemplo, el riñón es un órgano que en el
arriba
ser
párrafo sobre el poder del ojo humano).
humano
mide
solo
(_______mm). Indica con una
5
cm flecha
Las
(sugerencia: regresa a
dos
escalas
estudiadas
leer el
en
esta
donde se ubica esta medida en la escala
actividad son una la continuación de la
de arriba.
otra, como se muestra en el diagrama
En el oido tienes tres huesecillos Clamados
siguiente. El extremo derecho (100 mm)
martillo, yunque y estribo, que miden
de la ultima escala embona perfectamente
alrededor de 5 mm. Mide uno de los
con el extremo izquierdo (0.1 m) de la
huesos de tus dedos en milímetros (dobla
primera escala ya que son equivalentes
tu dedo para que veas bien los huesos que
(100 mm = 0.1 m).
contiene): , Representa estas dos medidas en la escala anterior. Los huevecillos de un pez miden 2 mm. Representa su medida en la figura de arriba.
distinguir objetos de estos tamaños. Sin embargo, en la división que aparece En todo este rango, el ojo humano, sin
primero, de menos de un milimetro, la
ayuda
observación se vuelve más difícil. En
de
algún
instrumento,
puede
96
EL TA MA ÑO DE SER ES VI VOS , CELULA S Y MOLECULA S_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ estos casos necesitaremos instrumentos
algunas estructuras que se estudian en la
especiales: lentes, lupa y posiblemente el
biología.
microscopio.
pasaremos al mundo microscópio.
Marca en la escala anterior, con flechas,
La gran mayoría de
una hormiga de 1 milímetro, un pez de 10
Forman a
centímetros, un perro de 1 metro de largo
tamaño mucho menor que un milímetro.
y un árbol de 10 metros de alto.
Una medida "típica" de una célula es de
Recuerda que, en esta escala, cada marca
una centésima de milímetro (0.01 mm).
representan una medida 10 veces mayor
Suponiendo
que su inmediata anterior. De acuerdo
células se requieren para formar con ellas
con
una
esto,
contesta
las
siguientes
En
esta
los
línea
segunda
las células que
organismos
esta
de
parte
tienen
medida,
un
un
¿Cuántas
milímetro
de
preguntas:
largo?_____________________¿Cuántas
¿Cuántas veces es más grande el pez que
células se requieren para formar con ellas
la hormiga?____________
una línea de un centimetro de largo?
¿Cuantas veces es más grande el perro
¿Cuántas células se
que la hormiga?___________
formar una pared de un tejido de un
¿Cuantas veces es más grande el árbol
centímetro cuadrado? (sugerencia: 1 000
que el pez? ______________
por lado serian en total, 1 000 X 1 000)
¿Cuantas veces es más grande el árbol
__________________________¿Cuántas
que la hormiga?___________
células se necesitaran para formar un
necesitaron para
centímetro cúbico de un tejido? (1 000 X Marco también en la escala un hombre de
1
000
000
=)
¿metros de altura y contesta lo siguiente.
_________________________________ ___________________________
Aun
¿Cuántas veces es más grande el hombre
cuando las células son, por lo general,
que el perro? _______________
estructuras muy pequeñas, es curioso que
¿Cuántas veces es más grande el hombre
algunas células nerviosas y musculares
que el pez? _________________
llegan a alcanzar luna longitud de un
¿Cuántas veces es más grande el hombre
metro. Sorprendente, ¿no?
que la hormiga?______________
Una unidad más apropiada para expresar estas medidas es el micrómetro (gm),
Las víboras pueden tener longitudes muy
que se define como la milésima parte del
diversas. Averigua en una enciclopedia la
milímetro. En esta unidad, la medida
variedad de sus medidas y representa el
típica de la célula citada antes, de 0.01
rango completo en la escala anterior.
mm, equivale a 10 gm. Los glóbulos rojos (eritrocitos)
son
células
que
miden
aproximadamente 8 gm. EL
TAMAÑ O
DE
S ERES
VI VOS ,
CÉLU LAS Y MOLÉCU LAS ( I I )
La gran mayoría de las células vegetales y animales en tejidos están en el rango de 10 gm a 100 gm. La mayoría de las
En
esta
actividad
seguiremos
bacterial, que son animales unicelulares,
desarrollando ideas sobre el tamaño de
97
EL TA MA ÑO DE SER ES VI VOS , CELULA S Y MOLECULA S_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ tienen un tamaño en el rango de 1 gm a
micrómetro. Esto puede observarse en la
10 gm, aun cuando algunas de ellas miden
siguiente escala de medidas.
tan
sólo
unas
cuantas
décimas
de
celulares, que miden menos
de
una
décima de micrómetro (entre 0.03 y 0.1 µ.m). Para expresar estas dimensiones Un cloroplasto, organelo de las células
tan pequeñas, podemos usar una unidad
vegetales que contiene a la clorofila, tiene
todavía más pequeña que el micrómetro
una dimensión aproximada de 4 µm.
llamado nanómetro (nm). Un nanómetro
Representa esta magnitud en la escala de
es la milésima parte de un micrómetro.
arriba con una flecha y su nombre.
Las
Las
encuentran entre 30 y 100 nm.
mitocondrias
son
estructuras
dimensiones
de
los
virus
se
subcelulares muy importantes que miden
Las moléculas, par ser constituyentes de
alrededor de
1 µm. Representa esta
las células, tienen magnitudes mucho
magnitud en la escala de arriba con una
menores que estas. Las proteínas, que
flecha y su nombre.
son moléculas muy grandes, miden entre
Algunos otros organelos de la célula, que
4 y 10 nm. Los lípidos, otro tipo de
se
moléculas, miden entre 1 y 4 nm.
estudiaron
más
adelante,
tienen
dimensiones menores a un micrómetro.
Las medidas de virus y proteínas están
¿Donde quedan los virus? No en el rango
representadas en el diagrama siguiente.
anterior,
Incluye las medidas de los lípidos dados
ya
que
son
todavía
más
pequeños. Los
virus
en el párrafo anterior. son
microorganismos
no
98
EL TA MA ÑO DE SER ES VI VOS , CELULA S Y MOLECULA S_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Los lípidos y las proteínas se conocen
entonces dentro de la célula?
como macromoléculas. Los tamaños más
Por ultimo, los átomos tienen medidas de
normales de moléculas se encuentran en
entre 0.05 y 0.4 nm. Representados en la
el rango de 0.3 a 1 nm. Representa estas
escala de arriba.
moléculas en la escala de arriba.
Las
Aun cuando las moléculas son típicamente
actividad son una la continuación de la
muy pequeñas, podemos encontrar en
otra, tal como se muestra en el diagrama
muchos organismos moléculas como la de
siguiente. El extremo derecho (100 nm)
ADN, que pueden llegar a medir ¡hasta 2
de
metros! ¿Como crees que quepan
perfectamente con el extremo izquierdo
dos
escalas
la
estudiadas
ultima
en
escala
esta
embona
(0.1 µm) de la primera escala, yo que son equivalentes (100 nm == 0.1 µm).
representa una medida 10 veces mayor que su inmediata anterior. De acuerdo Como se verá en una actividad posterior, para observar las estructuras que caen en este rango
de medidas se
necesitan
instrumentos especiales. Para observar células
y
bacterias
es
necesario
un
microscopio. Los virus, moléculas y áto
con
esto,
contesta
las
siguientes
preguntas: ¿Cuantas veces es más grande el virus que la molécula?______________ ¿Cuantas veces es más grande la bacteria que la molécula?___________ ¿Cuantas veces es más grande la célula que la bacteria?_____________ ¿Cuantas veces es más grande la célula
mos pueden ser observados sólo con el
que el virus? ________________
microscopio electrónico. Marca con flechas en la escala anterior uno célula de 40 µm, una bacteria de 4 µm, un virus de 40 nm, una molécula de 4 nm y un átomo de 0.4 nm.
Desarrollando ideas En una cartulina, une la escala anterior con la de la página 20 (se complementan
Recuerda que, en esta escala, cada marco
99
EL TA MA ÑO DE SER ES VI VOS , CELULA S Y MOLECULA S_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
una con la otra como se muestra a continuación).
microscopio puede producir y, con esto, relacionaremos el tamaño real y el tamaño En
ella
más
aparente. Ya mencionamos que el ojo
importantes que hemos estudiado en es-
humano tiene la capacidad de distinguir
tas
átomos,
objetos hasta con un grosor de un décimo
moléculas, virus, bacterias, células y las
de milímetro (0.1 mm), como un puntito.
medidas de algunos animales y plantas.
Esto está representado en la escala de
dos
indica
las
actividades:
dimensiones
las
de
abajo. Sin embargo, para observar un AU MEN TO D E U N MI CROS COPI O
objeto, este debe tener una dimensión mayor que dependerá de los detalles que queramos percibir.
en esta actividad mostraremos cómo se calcula el número de aumentos que un
lentes tiene un aumento definido. Por ejemplo, si el ocular tiene un aumento de Un microscopío es un instrumento que
15 veces ( 1 5 X) y el objetivo de 10 veces
amplifica los objetos par media de dos
(10X), el objeto bajo observación será
lentes. Una se encuentra en el ocular
aumentado 15 X 10 = 150 veces.
(cerca del ojo) y la otra en el objetivo
En la siguiente tabla calcula el aumento
(cerca del objeto). Cada una de estas dos
total para las lentes dadas.
100
EL TA MA ÑO DE SER ES VI VOS , CELULA S Y MOLECULA S_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Este
tamaño
de
aproximadamente
1
milímetro no es suficiente para observar los
eritrocitos.
Necesitamos
mayor
Supongamos ahora que ponemos en un
aumento.
microscopio (ocular: 15X, objetivo: 10X)
Supón ahora que cambias el objetivo del
una capa de una planta que tiene células
microscopio a una lente más potente
de 30 .tm de tamaño. ¿Que tamaño
(ocular: 15X, objetivo: 40X). ¿Cuál seria
aparente tendrán estas células al verlas a
ahora
través del microscopio?
eritrocitos bajo el microscopio? Calcula
30 µm X (150)
el
tamaño
aparente
de
los
abajo este valor:
=______________________ r µm 8 µm X ( _______ Recuerda que 1 000 micrómetros (µm)
) = _________=
µm = (___________)mm
equivalen a 1 milímetro. Convierte esta cantidad a milímetros:
Este casi medio centímetro es suficiente para observar los eritrocitos.
4500µm________________________mm
Con
el
microscopio
anterior, ¿podrías
observar bacterias grandes y pequeñas? Este tamaño es casi medio centimetro
(Recuerda que el tamaño de las bacterias
(observa una regla). No es un tamaño
está en el rango de 1 a 10 µm.) Escribe
grande,
tus
pero
suficiente
para
ver
las
conclusiones:
células bajo el microscopio.
__________________________________
Con el mismo microscopio, calcula el
__________________________________
tamaño aparente que tendrán los eri-
__________________________________
trocitos de 8 µm al poner una gota de
__________________________________
sangre bajo este microscopío:
__________________________________ __________________________________
8 µm X (150) =___________µm =_______________
mm
__________________________________ __
Con
el
microscopio
anterior, ¿podrías
observar virus? Escribe tus conclusiones: __________________________________
101
EL TA MA ÑO DE SER ES VI VOS , CELULA S Y MOLECULA S_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
__________________________________
Multiplica
esta
cantidad
__________________________________
(recorriendo el punto decimal tres dígitos)
__________________________________
para
__________________________________
micrometros:
obtener
su
por
1
equivalente
000
en
__________________________________ __________________________________
0.0067 mm =-_______________
µm
__ Hagamos ahora un ejercicio diferente.
Por el tamaño, lo que estamos observando
Supongamos que usamos un microscopio
podría ser el núcleo de la célula.
todavía
Como
mas
potente
(ocular:
15X,
podrás
haber
notado,
la
objetivo: 60X) y que al observar con el,
amplificación máxima de un microscopio
apreciamos algo dentro de una célula con
es de 1 000 veces aproximadamente. Con
un tamaño aparente de aproximadamente
esto en mente, marca en la escala si-
6 mm. ¿Cual es su tamaño real? Primero
guiente el rango de tamaños que se
podemos calcular el aumento total:
pueden observar con un microscopio paro que el tamaño aparente sea de por lo
Aumento total=
menos 1 milímetro (recuerda que cada
_________________veces.
marca en la escala representa un aumento de 10).
Con esto podemos calcular el tamaño real en milímetros:
6 mm /(900) =__________________ mm
¿ P ORQU E
LAS CÉLU LAS
S ON
TAN
que
los animales
pequeños. ¿Tu
que
crees?_____________________________
P EQU EÑ AS ?
__________________________________ Una
pregunta
interesante
que
_____________________________
responderemos en esta actividad es si los animales
grandes
tienen
comparativamente células más grandes
102
EL TA MA ÑO DE SER ES VI VOS , CELULA S Y MOLECULA S_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Pensemos en un pez pequeño de 10 cm de
Las
formulas
largo y una ballena de 10 m. ¿Cuántas
superficie y el volumen de una esfera son
veces mas larga es la ballena que el pez?
las siguientes:
__________________________________
Con
__________________________________
volumen de cada una de las células de
__________________________________
arriba.
ellas,
aproximadas
calcula
la
para
superficie
la
y
el
__________________
Basados en su proporción, podríamos esperar que el corazón, las aletas y en general todos los órganos de la ballena sean 100 veces mas grandes que los del pez,
excepto
sus
huevecillos,
¿por
que?_______________________ __________________________________ __________________________
¿Que notas si comparas la superficie y el volumen de cada una de ellas?
__________________________________ __________________________________
También podríamos creer que las células de la ballena son 100 veces más grandes. Sin
embargo,
esto
no
es cierto.
La
naturaleza decidió poner más células del
__________________________________ __________________________________ __________________________________ __________
mismo tamaño para formar tejidos más grandes en vez de construir células más grandes.
La
razón
la
daremos
a
continuación. Supón que en realidad la ballena tuviera células 100 veces más grandes que el pez. ¿Que
pasaría
entonces?
En
la
figura
siguiente hemos dibujado una célula de coda uno (obviamente no están a escala).
La
superficie
de
una
célula es muy
importante ya que es a través de ella que recibe todos sus nutrimentos y expulsa sus materiales de desecho. De acuerdo con lo anterior, ¿podrá la célula mentos
grande recibir por
suficientes nutrisu
superficie?
Explica:___________________________ __________________________________
Si
suponemos
que
las
células
son
esféricas, el radio de la célula del pez seria de una unidad y el de la célula de la ballena seria de 100 unidades.
__________________________________ __________________________________ ________________________
Supongamos ahora que por cada unidad de la superficie de la célula pasan 100
103
EL TA MA ÑO DE SER ES VI VOS , CELULA S Y MOLECULA S_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
moléculas para alimentarla. Así, la célula
Para la célula grande (superficie calculada
pequeña recibió en total (la superficie de
= 120 000 unidades), la cantidad total de
la célula pequeña calculada antes es de 12
moléculas que recibió a través de su
unidades):
superficie será de:
1 2 x 1 0 0 = 1 2 0 0 m o lé c u la s
1 2 0 0 00 X 1 0 0 = __ ___ __ _ ___ _ __ __
m o lé c u la s
Estas dos cantidades las hemos agregado en la tabla siguiente bajo el nombre de "Nutrimentos" en la cuarta columna.
La célula grande recibe más nutrimentos
000 000 / 4 000 000 =________
que la chica, pero su volumen es mucho mayor. ¿Cómo podemos calcular lo que
Discute con tus compañeros el significado
recibe coda porción de la célula?
de
En la última columna queremos calcular la
conclusiones
cantidad de nutrimentos que recibirá cada
__________________________________
unidad de volumen de la célula, es decir,
__________________________________
cada sección de igual tamaño de cada
__________________________________
célula.
__________________________________
Para la célula pequeña, recibe en total 1
__________________________________
200 nutrimentos y tiene un volumen de 4.
Los cálculos anteriores indican que una
Así:
célula
Nutrimentos por unidad de volumen = 1
nutrimentos para sobrevivir ya que su
200 / 4______________________
superficie puede proporcionarle muy pocas
estos
dos
grande
valores
no
y
tendría
escribe
tus
suficientes
cantidades, hablando acerca de células La célula grande recibe en total 12 000
pequeñas.
000 de nutrimentos y tiene un volumen de
Una opción seria hacer que la membrana
4 000 000. Así:
de una célula grande pose muchos más nutrimentos hacia su interior. Aun así,
Nutrimentos por unidad de volumen = 12
esto seria poco eficiente ya que el proceso
104
P RO BLEMAS A SO CI AD O S A LA ENS EÑA N ZA DE LA EVOLCI O N EN LA ES CUELA SECUNDAR I A ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ de transporte dentro de la célula, llamada difusión, es muy muy lento, cómo se estudiará en lecciones posteriores.
105
P RO BLEMAS A SO CI AD O S A LA ENS EÑA N ZA DE LA EVOLCI O N EN LA ES CUELA SECUNDAR I A ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ P ROB LEMAS AS OCI AD OS A LA ENS ENAN ZA D E LA EVOLU CI ÓN EN LA ES CU ELA S ECUN D ARI A: ALGU NAS S U GEREN CI AS FEDRO CAR LOS GUI LLÉN
educativos institucionales han planteado
I N TRODU CCI ÓN
modelos que parten de las estructuras individuales
y
culminan
procesos
lo s e s tu d ia n te s de
s e cu n da ria t ie ne n
Secretaria de Educación Publica modificó
p ro b le m as
com p re n de r
este modelo y propuso dentro de
lo s
Sin
grandes
Mu ch os e s t u d io s ha n d e m o s tr ad o qu e
para
biológicos.
con
embargo,
la
los
te or ía
nuevos programas de biología para el ciclo
e v o lu tiv a . En e s t e ar tícu lo s e id e n t ifica n
1993-1994, una estructura en la que los
a lg u n o s
procesos
e le m e n tos
e s e n cia le s
de
e s t os
de
la
pro b le m a s
y
se
evolutivos
adquieren
muy
p ro po n e n o p cio n e s d idá c tica s p a ra la
especial relevancia y se presentan como
e n s e ña n za
conceptos
de
la
e v o lució n
en
la
introductores
para
la
comprensión de los procesos biológicos.
e d u ca c ió n se c u n d aria .
Diversos estudios han demostrado que en Ca rlo s ( 1 9 9 5 ) , "Pr o -
los estudiantes del nivel existen problemas
b le m a s a s o c ia d o s a la e n s e ñ a n z a d e la
para comprender los elementos esenciales
e v o lu c ió n e n la e s c u e la s e c u n d a r ia :
de la teoría evolutiva. En este trabajo se
a lg u n a s s u g e r e n c ia s ", e n Cie n c ia , v o l.
caracterizan algunos de estos conceptos
4 6 , n u m . 2.
relacionados con los temas evolutivos.
Gu ille n , Fe d ro
1 . I NTRODUCCI ÓN
Hasta 1992, los programas de biología para la educación secundaria elaborados por la Secretaria de Educación Publica (SEP), no reconocieron.
La importancia de la enseñanza
de la
evolución como un elemento introductorio ala
comprensión
de
los
procesos
biológicos. el programa emergente para primer ,grado
R ES U MEN
que se aplico
1992-1993 ,dividía En nuestro país, la enseñanza de la
recibido
tradicionalmente
tratamiento marginal. Los enfoques
el curso en cinco
unidades ,el mundo vivo y la ciencia que lo estudia: células ,tejidos y órganos:
evolución en la escuela secundaria ha
en el ciclo
un
funciones
biológicas;
trasformación ;herencia
continuidad
y
y evolución ,y
106
P RO BLEMAS A SO CI AD O S A LA ENS EÑA N ZA DE LA EVOLCI O N EN LA ES CUELA SECUNDAR I A ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ salud humana para tratar de caracterizar
tema prioritario de un curso
el peso que recibió
para
cada uno
de los
estudiantes
de
l
de biología primero
de
temas elegidos ,se realizo un análisis de
secundaria .esto representa un problema
un libro propia
autorizado
por la
grave
SEP: biología de Maria
de texto
Batalla
,precedentes
Zepeda
y Humberto
editado
por
han sido
Méndez
Ramírez
Kaperluz
Mexicana .varios
los autores
que señalan la
curso
ya que los procesos biológicos necesarios de
,son
abordados
cualquier
de
manera
secundaria y en algunos casos ignorados. El tema
de la evolución
se inscribe
importancia del libro de texto en el ámbito
dentro de la unidad IV y es revisado en
escolar
3.5 paginas ,es decir el 1% de total del
como una fuente primaria
información Hernández
científica ,1994)
(Carrick
en
estados
de
,1982;
texto .el tratamiento
unidos
poco
ordenado
e
que se le da inclusive
es
presenta
,nueve de cada diez maestros utilizan el
inexactitudes, como al comparación de la
libro de texto el 90% del tiempo (yager y
selección
penick,1983, citado por candela ,1991). El
procesos
libro
al investigador
evolución ,cuando en realidad el primero
realizar análisis puntuales acerca de las
actúa sobre la variabilidad producida por
características
el Segundo.
de texto
permite
de
las
propuestas
natural y mutaciones análogos
que
como
producen
(Osborne y wittrock,1985: Novak y G owin
En 1993, en los programas de la SEP se
,1987) y es usado con gran
muestra
frecuencia
un
reconocimiento
importancia
de secundaria (Tamir
y Amir ,1987) en
evolutivos
algunos
forma
abusiva
necesario en la enseñanza de la biología
realizar
en la secundaria. la evolución
,obligando
de
al alumno
transcripciones
a
sin sentido
educativo
(
hardie .1987). El análisis elegido
de losa contenidos
arroja
resultados
del libro
dignos
de
inmediato
adecuadas
más reducido
necesario los
estudiar
mecanismos
y de
enseñanza para impartir este tema que
el resto de
notablemente
su antecedente
es la caracterización de la
se hace
permitan
numero
curso
biología como ciencia, en este contexto
,células ,tejidos y órganos . en contraste , tiene un
ocupa
y
primer
determinar
las unidades
antecedente
del
han utilizado
unidad II
un
la segunda unidad
que
171(61%)se ha destinado ala
como
temas
ahora por completo
descartarse; de las 279 paginas que se para cubrir los temas
establecer
la
por los estudiantes de los primeros cursos
casos
de
de
sugerir
estrategias
didáticas
con el fin de lograr
un
aprendizaje realmente significativo.
(unidad I ,38: unidad III , 22; unidad IV ,32; unidad V ,16 si consideramos .como
LOS P ROB LEMAS EN LA EN S EÑ AN ZA
un criterio
D E LA EVOLU CI ÓN
tema
de la importancia
el numero de horas
estudiarlo, una lectura
de cada
destinada
de estos
indicaría que, desde la óptica
a
datos
¿Por
qué
enseñar
evolución
en
de los
secundaria? T. Dobzhansky(1973) acuño
autores y de las autoridades educativas ,
una frase que refleja con claridad la
la estructura
de los organismos es el
107
P RO BLEMAS A SO CI AD O S A LA ENS EÑA N ZA DE LA EVOLCI O N EN LA ES CUELA SECUNDAR I A ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ importancia de la teoría evolutiva en el
escuela.
contexto biológico: "Nada tiene sentido
frecuentemente el detalle de los conceptos
en biología Si no es a la luz de la
sin
evolución".
globales. Ante este Panorama, existen dos
,
estudioso
actualmente
de
la
conocimiento
ningún
naturaleza
biológico
del
modelo
poner
atención
opciones; seguir
escolar
en
los
enfatiza
procesos
las ideas de
Shayer
el
(1974), quien sugiere que la evolución se
papel de la evolución como el cuerpo
enseñe por primera vez en el nivel de
teórico más global y unificador de la
preparatoria,
biología. La teoría de la evolución es la
complejidad o, en claro contraste, atender
pieza fundamental de la biología (Reiss,
la propuesta de varios autores (Deadman
1985) y posee importancia científica y
y Kelly, 1978: Engel N Wood, I985a),
social indiscutible. Esta caracterización
quienes recomiendan, en lugar
implicaría necesariamente la inclusión de
postergación del tema, la necesidad de
tópicos evolutivos en el currículum de los
instrumentar estrategias para impartirlo
primeros niveles de enseñanza formal de
más efectivamente. Ante esta disyuntiva
la
presentan en la
es necesario entender que una distinción
enseñanza secundaria (Deadman y Kelly,
importante es la que existe entre los
1978; Reiss,
Wood,
temas de currículum entendidos como los
diseño
procesos y criterios para seleccionar y
curricular, sin embargo, es muy impor-
ordenar el conocimiento, las destrezas
tante
actitudes que se enseñaran a un grupo
biología que se
1985b).
1985;
Para
manejan
Engel
realizar
identificar
preconceptos
cuestiona
El
las
que
sobre
el
nociones
los
un
y
y
estudiantes
tema.
determinado--
de
su
las
aparente
de
estrategias
la
de
el
enseñanza entendidas como la selección
propósito de identificar las ideas que los
de modos de enseñar y propiciar un
niños tienen sobre la evolución se han
ambiente de instrucción. En el primer
conducido
investigaciones
caso, lo importante es la elección de con-
(Deadman y Kelly 1978; Brumby, 1979;
ceptos; en el segundo la elección de
Engel y
actividades
con
un
Anderson, 1990).
significativo.
Esta
diferenciación
Los resultados han seguido una línea: la
importante, ya que permite evitar la supo-
evolución, entendida corno una relación
sición de que la falla en la estrategia para
entre
enseñar
diversas
Wood,
los
1985h, y
cambios
producción
de
características
Con
dada
Bishop y
ambientales cambios
de
la las
un
necesariamente
concepto la
es
implica
imposibilidad
de
organismos
enseñarlo en alumnos de ese nivel (No-
mediante mecanismos genéticos, presenta
vak, 1976). En ese sentido me parece que
una serie de conceptos que los alumnos
el
encuentran
evolución,
difíciles
los
en
y
componente
de
asimilar.
Los
problema
de
más
la que
enseñanza de
de
la
complejidad
alumnos aparentemente no son capaces
conceptual, es de estrategia didáctica.
de establecer las relaciones que existen
Es necesario entender que la enseñanza
entre
evolución
de la evolución no sólo ofrece ventajas
orgánica y las razones ofrecidas por los
como un concepto estructurador. Enseñar
científicos que les son explicadas en la
evolución tiene beneficios que no son tan
sus,
nociones
sobre
108
P RO BLEMAS A SO CI AD O S A LA ENS EÑA N ZA DE LA EVOLCI O N EN LA ES CUELA SECUNDAR I A ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ evidentes pero si de gran importancia;
a la transmisión de caracteres o de que
Gough (1978) sugiere que el estudio de
las
las explicaciones darwinianas
la
heredables. Aparentemente una parte
evolución es muy importante en el medio
significativa de los conceptos biológicos
escolar, ya que permitirá comprender la
esenciales tiene una forma intuitiva en
naturaleza
el pensamiento de los niños. Algunos de
misma
de
la
sobre
explicación
características
adquiridas
son
científica. Darwin desarrolló una serie de
estos conceptos pueden
permanecer
deducciones ejemplares que comprendían
mucho tiempo y afectar la comprensión
supuestos que podían ser validados de
de los contenidos biológicos que se
manera empírica. Por ejemplo, el principio
presentan en la escuela.
de la lucha por la existencia es válido, si se acepta la premisa demostrable del
B.
incremento poblacional ante una cantidad
e v o lució n Bonilla y Hernández (1993),
limitada
este
en un estudio realizado con alumnos de
método de razonamiento en el ámbito
primero de secundaria, encontraron que
escolar le permitiría al alumno iniciar la
la
comprensión
de
recursos.
de
Enfatizar
principios
La s
id e as
mayoría
de
de
lo s
n iñ os
los
so b re
términos
lo
fun-
de
damentales en los que se estructura la
razonamiento esenciales que tienen una
teoría sintética de la evolución no son
aplicación
reconocidos
concreta
en
ámbitos
no
científicos.
por
los alumnos en su
connotación biológica. Deadman y Kelly (1978) condujeron un estudio en el que investigaron
Es posible que en lugar de retrasar la presentación del tema sea necesario incluirlo de manera temprana en el currículum de la secundaria. Algunas evidencias de investigación (Engel y Wood, 1985a) indican que los alumnos que Llegan a la secundaria a la edad de 11
anos
poseen
ya
una
fuente
importante de conocimiento sobre el tema, adquirida por medios no-formales de
educación,
problema
el
y
señalan
hecho
de
como
un
que
los
estudiantes no tengan contacto formal con el tema hasta la preparatoria. Estos autores marcan una serie de errores conceptuales comunes que es necesario considerar en el diseño del curso, tales como la idea frecuentemente extendida de que un sexo contribuye mas que otro
los
conceptos
que
manejaban los alumnos de secundaria en relación al
tema
de
herencia y
evolución. Encontraron que los alumnos reconocían
procesos
evolutivos
únicamente en las poblaciones animales y no eran capaces de establecer las relaciones entre diferentes grupos. En cuanto a las explicaciones acerca de la ocurrencia del fenómeno evolutivo, todos los niños ofrecieron ideas que pueden
ser
divididas
en
dos
tipos
básicos: naturalistas, en las cuales asocian los cambios con alguna necesidad, asociados. A una fuerza interna que impulsa a los animales para ser mejores, o ideas ambientalistas, según las cuales los cambios en los animales se asocian con cambios en el ambiente. En el momento de explicar cómo cambian los organismos, los alumnos frecuentemente
109
P RO BLEMAS A SO CI AD O S A LA ENS EÑA N ZA DE LA EVOLCI O N EN LA ES CUELA SECUNDAR I A ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ofrecieron
explicaciones
al
acerca de las fuentes de variación en los
porque cambian. Sus argumentos tenían
organismos. Poseen únicamente la idea
un
el
de que la herencia es la transfusión de
sentido de que el uso repetido de algún
caracteres de una generación a otra. Sus
miembro
ideas acerca de la aparición de nuevas
componente
iguales
lamarckiano
u órgano
en
determinaría una
mutación.
características se basan en la experiencia.
En cuanto al concepto de adaptación,
Palabras como gen o cromosoma fueron
prácticamente
utilizadas sin que aparentemente
emplearon
todos este
los
estudiantes
término
para
los
estudiantes comprendieran su significado.
fundamentar sus explicaciones de la
Las
evolución. La adaptación fue entendida
conceptual sobre la evolución en los niños
como la relación entre la estructura del
de secundaria es determinada por Dead
animal
man y Kelly (1978) en cuatro apartados:
y
el
explicaciones naturalista.
ambiente. privó
Para
un
los
En
las
argumento
categorías
de
la
estructura
(fenómeno
evolutivo,
la
causas de la evolución, mecanismos de la
una
evolución, adaptación, selección, azar,
necesidad del animal. Aparentemente el
herencia) alrededor de las cuales los
concepto de preadaptación no les es
estudiantes estructuran sus ideas. b) El
familiar. Sólo aquellos que manifestaron
reconocimiento por parte de los alumnos
comprensión del valor adaptativo de
de la importancia de explicar los procesos
ciertas
animales
de evolución y herencia.
de
c) La comprensión elemental del concepto
adaptación es el
estudiantes
Siete
características
resultado
estructuras
incorporaron
el
concepto
de
so-
brevivencia y erradicaron la idea de
de
herencia
y
cambio por necesidad.
intergeneracional,
su así
relación come
la
Todos los niños tuvieron Clare
que
comprensión de que la evolución implica
algunas
se
han
diferentes animales del pasado y del
no;
de
presente. d) Las estructuras conceptuales
especies
reproducido
primitivas
mientras
otras
hecho, emplearon términos como ex-
concernientes
tinción
selección.
y
ligarlos
sobre
de
mecanismos
vivencia,
manera
profunda
selección.
sin
la
adaptación
y
la
con
Asimismo, se sabe que los niños entre
se
seis y 13 años tienen sus propias teorías
reconoce el carácter intraespecífico de
que tienden a flexibilizarse en la medida
las
las
que aumenta la edad del estudiante. Una
explicaciones se refieren a especies
visión bastante común es la idea errónea
diferentes. Algunos niños manejaban un
propuesta
concepto elemental de adaptación y
pasado, de que los caracteres adquiridos
enfatizaron mas la sobre vivencia que la
son
extinción.
Este hecho resulta interesante, ya que
Los
de
pero
a
adaptaciones
estudiantes
no
y
No
todas
a
heredables
Lamarck,
en
(Kargboycols.,
el
siglo
1980).
la
ejemplifica claramente cómo puede existir
evolución como un proceso en el que se
una analogía entre las concepciones que
incluyan
estuvieron vigentes en la historia del pen-
aspectos
entienden
por
probabilísticas,
y
carecen por complete de la información
samiento
y
las
percepciones
de
los
110
P RO BLEMAS A SO CI AD O S A LA ENS EÑA N ZA DE LA EVOLCI O N EN LA ES CUELA SECUNDAR I A ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ alumnos. Diversas investigaciones han
aun después de haberlo estudiado (Bishop
confirmado
y
que
el
pensamiento
Anderson,
1990).
En
un
trabajo
lamarckiano esta presente en estudiantes
realizado en Inglaterra para conocer el
desde la secundaria hasta el nivel li-
desempeño
cenciatura
antecedentes
(Deadman
Brumby,
1979;
y
de de
los
adultos
estudios
con
científicos,
contra los que no los tenían, en cuanto a
1990). Angseesing (1978) argumenta que
biología elemental, se encontró que no
esta tendencia puede deberse al hecho de
había una diferencia significativa, lo que
que la terminología de los libros de texto
sugiere el poco efecto del trabajo escolar
es confusa e inadecuada, y sugiere que se
en los estudiantes. Estos autores encon-
experimente en el laboratorio de manera
traron además diferencias entre las ideas
que se pueda confrontar la teoría de
científicas y las que los alumnos manejan.
Lamarck con evidencias empíricas.
Una de las características de la teoría
Un mecanismo para poder comprender el
evolutiva es la distinción de dos procesos;
verdadero significado del pensamiento del
por un lado, la aparición aleatoria de
estudiante
proporcionarle
cambios en la estructura genética de una
oportunidades más estructuradas para
población, en función de mutaciones o
presentar
sus
problemas
de
adaptaciones
el
de
ideas. la
y
1979;
Anderson,
es
Bishop
Kelly,
Uno
enseñanza
que
poca
de
los
recom-binación genética, y por otro la
de
las
sobre vivencia o extinción diferencial de
tiene
los individuos en función de presiones
gente
experiencias propias sobre el proceso. Es
ambientales
necesario reflexionar con el alumno sobre
general la mayoría de los estudiantes no
la variación visible en los organismos
son capaces de reconocer la diferencia
vivos y
entre estos dos procesos, que entienden
enfatizar
las
causas que
lo
(selección
natural).
En
originan.
como uno solo.
Reif (199 1) reflexión sobre el hecho de
Los estudiantes piensan que el ambiente
que
causa los cambios en las poblaciones a
la
ciencia
organizada
está
metas
través del tiempo. Los mecanismos que
es, en varios aspectos,
sugieren son de necesidad (el organismo
diferente del conocimiento natural de la
"necesita" correr más rápido), de uso y
vida
especiales
para
deliberadamente
y
alcanzar
sentido
desuso (el no use de los ojos los convierte
frecuentemente los estudiantes no tienen
cotidiana;
en disfuncionales), de adaptación (el color
claras
blanco de la piel de los osos ha cambiado
las
en
metas
este
del
conocimiento
científico, lo que dificulta la apropiación
como
de contenidos. La mayoría de los es-
ambientales). Estas implicaciones tienen
tudiantes "cree" en la evolución debido al
un
prestigio de la ciencia que avala la teoría
debe a la dificultad ya mencionada de
más
que
en
las
lamarckiano;
presiones
esto
se
y
separar los procesos aleatorios de mutación de los no aleatorios de selección.
Por otro lado, la mayoría de la gente no
Para los estudiantes basta la explicación
parece
de
el
entendimiento
componente
de
razonamiento de la misma (Lucas, 1987).
entender
el
resultado
proceso
evolutivo
como ha sido descrito por los científicos,
una
función
que
frecuentemente
confunden con el mecanismo evolutivo.
111
P RO BLEMAS A SO CI AD O S A LA ENS EÑA N ZA DE LA EVOLCI O N EN LA ES CUELA SECUNDAR I A ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ La variación es un componente esencial
una materia de caracter práctico. Sin
de la teoría evolutiva. En sentido estricto
embargo, existen trabajos que aten-
es el sustrato sobre el que actúa la
diendo
selección natural. En los estudiantes esta
desarrollado
no es una noción clara, y entienden a la
viables
evolución como un proceso que homo-
selección natural (Allen y cols., 1987) y
geniza a las especies.
sobre
Las nuevas características se diseminan
Greenwood, 1987). Seria necesario que
en
los
los docentes aplicaran cierta iniciativa
organismos que las poseen se reproducen
para reproducir estas experiencias en el
con mayor frecuencia. Los estudiantes
salón de clase.
piensan que estos cambios se van dando
Como
en las mismas características de manera
adecuadamente
gradual entre una generación y otra.
evolución,
una
población
debido
a
que
a
este
problema
para
en
el
producir
ámbito
selección
se
sobre
(Adams
para
el
han
practicas
escolar
sexual
una estrategia
este
se
transmitir
concepto debe
y
tratar
de de
entender de una manera cabal, deterEl concepto de adaptación es entendido
minando su organización jerárquica; es
en su acepción cotidiana, que es diferente
así como el docente contará con un
de la quo
elemento estructurado para transmitir
se
utiliza en el contexto
evolutivo. Los biólogos utilizan el término
los conceptos que se deriven de el.
adaptación refiriéndose a un fenómeno
Otros estudios han demostrado que los
poblacional, donde los cambios se pro-
alumnos de la secundaria poseen una
ducen, a través de varias generaciones,
visión teleológica y antropocéntrica del
debido a la acción de la selección natural.
concepto de adaptación biológica (Engel
Los estudiantes interpretan el concepto
y
do adaptación como un termino que se
pensamiento teleológico puede explicarse
refiere a cambios individuales por medio
por el use en clase o en libros de texto
de un esfuerzo propio, como cuando un
de frases como "el mejor adaptado" o "la
perro se adapta a su nueva casa; en el
supervivencia
momento que los alumnos escuchan en la
intuitivamente transmiten una idea de
escuela el termino adaptación, que se les
mejoría en las poblaciones. Es necesario
presenta
enfatizar el hecho de que esta mejoría es
en
un
contexto
evolutivo,
Wood,
1985b).
inmediatamente lo refieren a su propia
tan variable
concepción,
selección
lo
que
tiende a reforzar
concepciones equivocadas
de
carácter
quo
del
como
La
presencia
mas
apto",
las presiones
actúan
sobre
los
del
que
de or-
ganismos. Es decir, como el ambiente es
naturalista (Bishop y Anderson, 1990).
variable,
Estas
apa-
no es posible conseguir un "producto
rentemente se pueden modificar si los
acabado" en términos evolutivos, ya que
maestros las conocen y diseñan métodos
las condiciones en que es apto pueden
para enfrentarlas.
variar y determinar que sus características
Uno de los argumentos de los docentes
se vuelvan ineficaces para enfrentar las
para explicar su resistencia a impartir el
presiones ambientales. En un estudio,
tema, se basa en que la evolución no es
Jungwirth
ideas
de
los
alumnos
1975)
demostró
que
una
112
P RO BLEMAS A SO CI AD O S A LA ENS EÑA N ZA DE LA EVOLCI O N EN LA ES CUELA SECUNDAR I A ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ proporción
elevada
secundaria adaptación
de
acepta y
alumnos Conceptos
evolución
desde
de
Positivo que ayuda a los animales a
de
sobrevivir.
las
-No existe
perspectivas antropocéntrica y teleológica.
evolución
Esta aceptación es literal y no de manera
vegetales.
metafórica lo que distorsiona su visión de los conceptos evolutivos.
la
concepción de
Ocurre
que
también
en
la los
-No se diferencian las fases del proceso evolutivo: la producción aleatoria de variabilidad y la selección no aleatoria de
I I I . ALGU NAS S UGEREN CI AS
los organismos más aptos.
Es necesario que los maestros posean una
-Conceptos como gen o cromosoma son
visión muy clara de las ideas quo los
manejados en el vocabulario del alumno
alumnos tienen sobre la evolución. El
sin que se entienda su significado.
presente sumario representa a el trabajo
-Se piensa que el uso o e l desuso
de varios autores y nos ofrece una línea
favorece la aparición o desaparición de
de resultados que, creemos, es necesario
caracteres.
considerar para determinar las estrategias
explicaciones de como y por que ocurre
docentes:
la evolución. -Existe
-Es importante sondear la información que el alumno maneja, de tal manera que pueda
contrastar
conceptuales
con
las
diferencias
respecto
a
la
Se
una
confunden
visión
las
tecnológica
y
antropocéntrica de la evolución. -Se piensa que los cambios ambientales deterininan
Los
cambios
en
las
estructuras de los animales.
información aceptada científicamente. En
Se puede sugerir una posible explicación,
el caso de la evolución podemos suponer
dividida en dos líneas, del porque de los
que:
problemas de los niños para entender
-El
sentido
común
es
conceptos evolutivos:
larnarckiano. Los niños piensan que
en los animales existe un
a) Es más sencillo para la estructura
deseo de mejorar y, en general,
conceptual
los
conceptos de una manera, aunque estos
caracteres
adquiridos
son
del
niño
entender
ciertos
heredables.
no
-No se maneja el concepto de
Intuitivamente, por ejemplo, es más fácil
variabilidad.
pensar que los organismos adquieren los
-No existe un concepto de mutación en los
elementos necesarios para vivir Y los
estudiantes que les permita explicarse la
heredan, aunque esto no sea cierto.
tengan
una
validación
científica.
variabilidad. -Se piensa que la evolución ocurre a lo largo de la vida de un organismo.
--
El
b) Los medios de educación no formal, en un esfuerzo
por
simplificar
las ideas,
concepto de adaptación se interpreta en
llevan a confusiones e interpretaciones
su acepción cotidiana, corno un elemento
equivocadas. "Só1o los animales mas fuertes o inteligentes sobreviven" es un
113
P RO BLEMAS A SO CI AD O S A LA ENS EÑA N ZA DE LA EVOLCI O N EN LA ES CUELA SECUNDAR I A ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ejemplo de lo que se menciona en un
demostrar
programa de televisión sobre evolución
elementales, por ejemplo, sobre selección
(Bishop y Anderson, 1990) o "el hombre
natural (Allen y cols., 1987) y selección
viene del mono", frase atribuida a Darwin
sexual (Adams y Greenwood, 1987).Es
que supuestamente
resume su teoría
necesario
(Guillen,
Existen
diseñar
1992).
modelos
principios
que
evolutivos
los
maestros
pueden
situaciones
problema
que
cognitivos con base en el sentido común
permitan
que son muy resistentes al reemplazo por
explicaciones acerca de los mecanismos
modelos
de cambio. Angseesing (1978) sugiere
(Greene,
validados 1990).
científicamente
plantearse
del
que una de las formas en que los alumnos pueden erradicar el pensamiento de tipo
evolutivo es muy importante, ya que de
lamarckiano es mediante de la solución de
esta manera los alumnos pueden darse
problemas que les permitan detectar las
cuenta de la forma en que conceptos
fallas de la teoría propuesta por Lamarck,
similares a los que poseen se modificaron
por ejemplo: La polilla B is to n b e t u laria se
por la aparición de nueva evidencia (Engel
presenta en dos variedades con colores
y
continuación
distintos: claro y oscuro. En una zona
sugerencias
urbana el 90% de los individuos son
puntuales para la enseñanza de la evolu-
oscuros mientras que en una zona rural
ción en la secundaria.
son menos del 10%. Se pueden ofrecer
histórico
Wood,
presentare
enseñanza
alumno
pensamiento
desarrollo
La
al
le
del
1985a).A una
serie
de
cuatro hipótesis: Es muy importante que se abunde en el
a) El color se determina genéticamente y
diseño de actividades experimentales que
las diferentes frecuencias de las dos
permitan al alumno reconocer principios
formas en las dos áreas se deben a
evolutivos básicos, como selección natural
que
o
sobrevivir en cada ambiente.
herencia
de
caracteres
adquiridos.
Tradicionalmente la evolución ha sido
b)
varían
El
en
su
color
habilidad
es
para
determinado
catalogada como un cuerpo teórico que
genéticamente
y
las
diferentes
no
frecuencias de
las
dos
formas se
puede
demostrarse
experimentalmente.W.J. Crozier explicaba en 1930 a sus alumnos de Harvard en su curso
deben al azar. c) Cada polilla tiene la habilidad de
introductorio a la biología: "La
evolución
no
es
ciencia:
ustedes
cambiar de color para parecerse a su
no
pueden experimentar con dos millones de
ambiente. d)
El
color
es
determinado
anos"(Smocovitis, 1992). En realidad este
genéticamente
prejuicio existe en el ámbito escolar:
frecuencias de las dos formas en las
frecuentemente los maestros piensan que
dos áreas se deben a que cada polilla
no
busca un fondo que no contraste con
es
posible
contar
con
apoyo
experimental para sustentar el tema. Sin
embargo,
existen
muy
diversas
fuentes de experimentación que pueden
y
las
diferentes
su propio color.
Un biólogo decide distinguir entre estas hipótesis
liberando
un
número
114
P RO BLEMAS A SO CI AD O S A LA ENS EÑA N ZA DE LA EVOLCI O N EN LA ES CUELA SECUNDAR I A ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ determinado de polillas marcadas para
conceptual de un área del conocimiento
luego recapturarlas.
biológico
a) ¿Es necesario que libere polillas de
es
un
ejercicio
muy
importante a través de esta técnica
ambos colores?
(Okeke y Wood, 1980). Un estudio
b) Si lo hace, ¿debería marcar a los dos tipos de polilla de manera diferente?
realizado
por
Okebukola
(1990),
demostró que la aplicación de la técnica
c) ¿Debería liberar polillas en las dos
de
localidades?
significativamente
d) ¿Existe alguna ventaja en liberar solo
varios conceptos de
genética
ecología
población
polillas oscuras en un ambiente claro? • La
conceptualización
del
mapas
conceptuales
en
el
una
mejoraba
aprendizaje
de
y de de
proceso
estudiantes con edades entre los 15 y
mediante algunas herramientas como
16 años. Un posible ejemplo se sugiere
mapas
en la figura A.
conceptuales.
Los
mapas
conceptuales (MC) presentan relaciones
• Se debe ilustrar por medio de ejemplos
significativas entre proposiciones que
que
se
unidades
funciona, en lugar de pedirles a los
semánticas de manera esquemática.
estudiantes que acepten las ideas del
Los MC permitan llamar la atención
profesor. Frecuentemente los maestros
sobre las ideas eras importantes en una
confían en que al impartir un tema los
proposición, así como las relaciones
alumnos
entre los significados de los conceptos.
cuando se encuentren en conflicto con
En nuestro caso, parten de la premisa
sus propias explicaciones. En muchos
de que la biólogia puede ser enfocada
casos el alumno "negocia" y le ofrece a
como un sistema conceptual. Los MC
su maestro
deben
demanda,
articulan
a
ser
través de
jerárquicos,
con
los
la
explicación
tomaran
lamarckiana
estas
ideas,
no
aun
la explicación que esta sin
que
esto
implique,
conceptos más generales en la parte
necesariamente la aceptación de sus
superior
más
ideas. Para evitar este problema los
específicos en la parte inferior. Un
maestros deben ofrecer, además de una
mismo concepto puede ser manejado
explicación, ejemplos
de diferentes maneras en distintos MC.
comprensibles para los estudiantes.
y
los
conceptos
significativos y
Los MC permiten al alumno reconocer las
conexiones entre
los
diferentes
I V. CON CLUS I ÓN
tópicos del conocimiento. El profesor los puede utilizar para determinar las
En el contexto de la reforma a los
rutas que se siguen para organizar los
programas
significados
la
fundamental el análisis de las ideas que
información relevante de la trivial. Un
los niños manejan antes de tener contac-
aspecto muy importante es que los MC
to formal con explicaciones científicas. A
son un instrumento de evaluación de la
partir de este análisis se deberán diseñar
significatividad del aprendizaje, aspecto
instrumentos didácticos que
muy difícil de medir valiéndose de otras
incidir en estas ideas y aprovecharlas
técnicas.
para un aprendizaje efectivo y duradero.
y
En
además
particular,
deslindar
el
análisis
de
biología,
resulta
permitan
115
P RO BLEMAS A SO CI AD O S A LA ENS EÑA N ZA DE LA EVOLCI O N EN LA ES CUELA SECUNDAR I A ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Resulta claro que las dificultades que tra-
han reconocido los nuevos programas
dicionalmente
la
elaborados por la SEP. Es necesario, en
transmisión de conceptos científicos en la
consecuencia, que los maestros cuenten
escuela, solo podrán superarse en la
con elementos que les permitan una
medida
transmisión más eficaz de este tema.
que
ha
presentado
seamos
capaces
de
transformar las estrategias educativas tradicionales, que han privilegiado
el
enciclopedismo y la información, en otras nuevas
que
estructura
del
tomen
en
cuenta
conocimiento
de
la los
estudiantes y les proporcionen elementos con significados sociales y personales. La evolución es sin duda el concepto más global y unificador en biología y así lo
116
P RO BLEMAS A SO CI AD O S A LA ENS EÑA N ZA DE LA EVOLCI O N EN LA ES CUELA SECUNDAR I A ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
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También llamados glucidos o azucares. Sus bimoléculas están integradas por átomos de carbono (C), hidrogeno (H) y oxigeno (0). Así, la formula de la glucosa (un tipo de azúcar) es C6H1206. Los carbohidratos son la fuente principal de energía para las células y
además, forman parte de su
membrana, citoplasma y organelos. Se clasifican en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. LÍPIDOS
Entre ellos se incluyen los aceites y las grasas. Sus biomoléculas siempre contienen átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno, además de contener en algunos casos átomos de azufre (S), fósforo (P) o nitrógeno (N); por ejemplo, la lecitina, cuya formula podría escribirse así: C44H86 08NF. Sirven como fuente de energía de reserva para las células, cuando el organismo ha
ayudado
por
mucho
tiempo.
Sirven también como aislante térmico contra las temperaturas muy bajas. Asimismo, forman parte importante de la membrana celular. Algunos funcionan como hormonas, que son sustancias que ayudan en el control de algunas funciones biológicas, como el crecimiento o la formación de los huesos. PROTEÍNAS
Sus biomoléculas siempre están compuestas por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno; contienen además átomos de nitrógeno y usualmente de azufre. Ejemplos de proteínas son la albúmina de la clara de huevo y la hemoglobina de la sangre. Se clasifican en estructurales (las que forman parte de membranas y organelos celulares) y funcionales (las que ayudan al organismo a realizar sus funciones, como las enzimas). Son sustancias muy importantes porque realizan funciones muy diversas, como la de constituir la mater a viva del organismo participar en la defensa del cuerpo contra bacterias, hongos, virus, o cualquier otra sustancia extraña, causándoles su destrucción. Otro
tipo de proteínas, las
enzimas, actúan como catalizadores químicos, es decir, ayudan a 'regular la velocidad con que se lleva a cabo una reacción química en el organismo. También existen proteínas con funciones variadas, como por ejemplo la albúmina y el fibrinogeno que están presentes en la sangre y contribuyen a la coagulación. Las proteínas son las sustancias más abundantes en el cuerpo de los organismos.
118
P RO BLEMAS A SO CI AD O S A LA ENS EÑA N ZA DE LA EVOLCI O N EN LA ES CUELA SECUNDAR I A ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
ÁCIDOS NUCLEICOS
Son dos: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). Sus biomoleculas están integradas por átomos de carbono,
hidrogeno,
oxígeno,
nitrógeno
y
fósforo.
Se
encuentran en el núcleo de todas las células. Sirven para regular o controlar la realización de las funciones celulares y para transmitir, de progenitores a descendientes, los asgos propios de los progenitores y los propios de su especie. La biomolécula de ADN esta compuesta por otras moléculas más pequeñas, conocidas como las bases nitrogenadas, llamadas: adenina, guanina, timina y citosina. Ellas están unidas entre si por moléculas de fosfato y de un azúcar llamado desoxirribosa. La biomolécula de ARN esta integrada por esas mismas moléculas, pero en lugar de timina tiene una base llamada uracilo. VITAMINAS
Sus biomoléculas siempre están compuestas por carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre y fósforo. Se requieren, en pequeñas cantidades, para el funcionamiento normal de las células y por ello para conservar la salud de los seres humanos y de cualquier ser vivo.
Las principales son la A, B 1 , B2 , B 5 , B1 2 1 C, D , E y K. La mayoría son elaboradas por plantas, y otras por bacterias y levaduras. Los animal s las consumen en los alimentos. Algunos animales pueden elaborar unas pocas; los humanos podemos elaborar la vitamina D.
P ARTI END O D E U NA S OLA CÉLU LA.
Una de las técnicas desarrolladas que ha causado gran interés entre los científicos es la capacidad de cultivar u originar plantas completas a partir de células aisladas. Quizás esto no parezca un gran descubrimiento, si se considera que todas las plantas y animales se desarrollan a partir de un cigoto, es decir, de una Bola célula.
Para que una persona que se dedica al cultivo de plantas ornamentales obtenga claveles con una nueva coloración necesita entre 10 y 20 anos de trabajo y tendrá que pasar entre 5 y 10 años más para que se puedan obtener cantidades suficientes de semillas para poder comercializarlas. Si la persona que cultiva los claveles utilizara la
técnica
conocida
como
cultivo
de
t e jid o s , la podría aplicar de dos maneras. En primer lugar, después de que una variedad de plantas se ha establecido
119
P RO BLEMAS A SO CI AD O S A LA ENS EÑA N ZA DE LA EVOLCI O N EN LA ES CUELA SECUNDAR I A ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
genéticamente,
se
puede
colocar
un
cultivarse y desarrollar plantas, como se
pequeño segmento de la planta en un
realiza en el primer método.
medio de cultivo que estimule la for-
Cuando se desarrolla una nueva variedad,
mación de una masa de células a la que se
surge un nuevo problema: las plantas
ha denominado callo. A continuación se
haploides no son tan robustas como las
trata el callo de tal modo que sus células
diploides. Esto implica que las plantas
se separen. Estas células individuales se
haploides se tendrán que transformar de
cultivaran a su vez para que se produzcan
nuevo en diploides. Esto se puede lograr
más callos. Si se modifican las condiciones
tratando
del
las
agente químico (por ejemplo, colchicina)
hormonas vegetales adecuadas, los callos
que inhiba el movimiento cromosómico
formaran raíces y tallos (se transforman
durante la metafase. Así los cromosomas
en verdaderas plántulas que se pueden
permanecerán
sembrar).
produce
resultante será diploide. También implica
miles de plántulas, cada una idéntica a su
que los cromosomas son completamente
progenitora. Esto ocurre en unos cuantos
homócigos
en
cuanto
meses,
presentes,
de
tal
medio
de
Este
cultivo
utilizando
procedimiento
mientras
que
la
producción
convencional de semillas podría
tomar
un callo
haploide
juntos
con
y
el
algún
núcleo
a
los
genes
forma
que
habrá
verdaderas cruzas entre las plantas. Las
años para alcanzar el mismo punto.
técnicas de cultivo de tejidos también
La segunda manera en que la técnica de
facilitan la propagación de especies que
cultivo de tejidos podría ayudar a la
normalmente
no
persona que cultiva claveles o cualquier
sexualmente,
como
otro interesado en cultivos, es mediante el
plátanos. Otro caso seria la necesidad de
establecimiento
emplear
de
plantas
haploides.
se
reproducen
las
piñas
bacterias
los
nUtrificadoras
Todas las plantas superiores son diploides,
(bacterias
con excepción de las pocas células que
nitrógeno, atmosferico en compuestos ni-
constituyen los gametofitos. No obstante,
trogenados nitrogenados organicos) en la
las células haploides son utiles en los pro-
agricultura
comercial,
ya
gramas de cruzas. Esto se debe a que los
sumamente
costoso
usar
genes de las células haploides no se
químicos de nitrógeno para mejorar los
encuentran en forma de pares: por tanto,
suelos. Los cultivos básicos como trigo,
el efecto de un cambio en un gene se
maíz
expresa directamente y no puede ser
nitrificadoras asociadas y los programas
enmascarado por el otro miembro del par.
de cruza convencionales no han podido
Un cultivo haploide se puede establecer si
aportar solución a este problema. En estos
se permite quc el polen germine y se
casos la investigación con células aisladas
provoca que forme un pequeño callo (el
en cultivo.
polen es el gametofito masculino y su
Resulta muy prometedora Unas cuantas
núcleo es haploide). Estos callos haploides
especies
se pueden separar en células aisladas,
leguminosas, forman raíces que contienen
y
capaces
y
arroz
de
no
vegetales,
transformar
que
tiene
el
resulta
fertilizantes
bacterias
especialmente
las
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P RO BLEMAS A SO CI AD O S A LA ENS EÑA N ZA DE LA EVOLCI O N EN LA ES CUELA SECUNDAR I A ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
bacterias nitrificadoras en sus nódulos. ¿Se
puede introducir la capacidad de
constituir esos nódulos a las especies que actualmente carecen de ellos? Este trabajo implica una mayor variedad de técnicas; por ello hoy día los científicos emplean las técnicas que se conocen para fusionar los protoplastos de especies diferentes. En dichas técnicas se toman suspensiones celulares, ya sea directamente de una planta madura o bien de callos en cultivo, y se les trata con una serie de enzimas para
remover
sus
paredes
celulares
quedando las células como protoplastos desnudos. Dichos protoplastos sintetizarán en poco tiempo nuevas paredes celulares. Sin embargo, se les puede tratar con agentes
químicos
que
alteren
sus
membranas Celulares en el lapso en que carecen de pared
celular.
El
objetivo
de
este
tratamiento en las células es que sus membranas se fusionen, de tal modo que los protoplastos y sus respectivos núcleos se junten para formar una Bola célula. De esta manera se pueden mezclar y expresar los genes de dos especies diferentes en una nueva planta producida a partir de la célula tratada.
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