Procesos de la investigación científica Objetivos: Finalidad, metas al poner en marcha un proyecto, un trabajo o investigación científica. 1. OBSERVACIONES 2. PREGUNTAS 3. HIPOTESIS: Una explicación tentativa que se deberá probar. 4. PREDICCIONES RESULTADOS 5. PRUEBAS 6. TESIS Biocompuestos Orgánicos Carbohidratos: Funciones energéticas inmediatas y de reserva. Ejem: Monosacáridos Polisacáridos Glucosa (azúcares) Almidón Lípidos: Funciones energéticas demoradas y de reserva. Ejem: Grasa, colesterol Proteínas (C, H ,O, N): • • • • Funciones constructoras Función protectora (anticuerpos) Función metabólica (enzimas) Formados por aminoácidos (esenciales y no esenciales) Ejem: Caseína (Leche) Albúmina (Clara de Huevo) ACIDOS NUCLEICOS : Formado por unidades llamadas nucleótidos ADN ARN ( En el núcleo formando los cromosomas) ( En el núcleo y citoplasma y ribosomas) VITAMINAS : Cumplen funciones catalíticas en el metabolismo Ejemplos: Vitamina A Visión Vitamina D Formación de huesos Vitamina K Coagulación sanguínea Vitamina C Previene el escorbuto Vitamina B Funciones múltiples LA CELULA : Es la unidad más pequeña de todo ser vivo que cumple con todas las funciones. CELULA PROCARIOTA No tiene un núcleo celular definido CELULA EUCARIOTA El núcleo celular esta definido y envuelto con una membrana nuclear Protistos ,hongos, animales y vegetales LOS ORGANELOS CELULARES Y SUS FUNCIONES Mitocondrias Respiración C6 H12 C6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 36 ATP Cloroplastos Fotosíntesis 6CO2 + 6H2O C6 H12 C6 + 6O2 Ribosomas Síntesis proteica ADN Transcripción ARN Traducción PROTEINA Aparato de Golgi Función de secreción. Ordena y empaca proteínas y lípidos en vesículas. Forma lisosomas Retículo Endoplasmático ( rugoso y liso) Síntesis y secreción de glucoproteínas a ciertas partes y al aparato de Golgi. Lisosoma Vesículas producidas por el aparato de Golgi con enzimas para la digestión intracelular. Vacuolas Excreción Sistema de transporte por la membrana celular Difusión, Osmosis y Transporte activo Difusión Es el movimiento de iones o moléculas a favor de un gradiente de concentración, es decir, de una región de mayor a otra de menor concentración. Ejemplo: ☻ Oxígeno desde los sacos aéreos en el pulmón hasta la sangre, y de la sangre a las células. Osmosis El movimiento de agua a través de la membrana permeable selectiva a favor de un gradiente de potencial de agua. Ejemplo: ☻ El movimiento del agua del suelo a los pelos de las raíces. Trasporte Activo Paso de moléculas desde un lugar menos concentrado hacia otros más concentrado con gastos de energía. Ejemplo: ☻ Paso de aminoácidos. LA FOTOSINTESIS CELULAR Es el proceso por el cual las plantas utilizan la energía luminosa para fabricar moléculas de alimento a partir de dióxido de carbono y de agua. LA RESPIRACION CELULAR Es el proceso mediante el cual se almacena energía en las moléculas de ATP C6 H12 O6 + O2 Azúcar (glucosa) CO2 + H2O + ATP Energía MITOSIS Este proceso sirve para la multiplicación de las células que da lugar al crecimiento y a la reparación de tejidos. El número de cromosomas se mantiene igual. MEIOSIS Mediante este proceso se originan las células sexuales o gametos y el número de cromosomas se reduce a la mitad . Ciclo de vida humana ¿Porqué nos parecemos a nuestros padres? La herencia monohíbrida PRIMERA LEY DE MENDEL Los descendientes delas diferentes generaciones serán siempre iguales a sus progenitores si éstos son totalmente puros SEGUNDA LEY DE MENDEL SEGREGACION DE CARACTERES Planta alta pura: AA Planta enana pura: aa Progenie 100% alta híbrida: Aa F2 = Segunda generación filial F2 = F1 × F1 Si se cruzan plantas altas heterocigotos Aa × Aa, así es el resultado: A A a Aa Aa a Aa Aa A a A AA Aa a Aa aa 25% plantas altas puras (AA) 50% plantas altas híbridas (Aa) 25% plantas enanas puras (aa) Relación 3 altas: 1 enana CRUCE HIBRIDO Implica la transmisión de dos pares de alelos al mismo tiempo, pero independientemente uno de otro. GRUPOS SANGUINEOS Son proteínas que están presentes en la sangre. FACTOR RH Son proteínas presentes o no en la sangre. HERENCIA LIGADA AL SEXO UN CARIOTIPO Es la representación grafica de los cromosomas con número, formas y tamaños TEJIDOS CÉLULAS UNIDAS QUE SE ORGANIZAN Y ESPECIALIZAN PARA REALIZAR UNA FUNCIÓN COMÚN Tejidos Vegetales Tejidos Animales LOS ORGANISMOS: CINCO REINOS Comparación de grupo de vegetales Nutrición División Características Nutrición Circulación Briofitas (musgos y hepáticas) Pteridofitas (helechos) Gimnospermas (semillas desnudas) Angiospermas (semillas cubiertas y flores) Autótrofa Absorción de agua y sales minerales por la epidermis Autótrofa Absorción de agua y sales minerales por las raíces Autótrofa Absorción de agua y sales minerales por las raíces Autótrofa Absorción de agua y sales minerales por las raíces Presentan xilema y floema como tejido conductor Presentan xilema y floema evolucionados Presentan xilema y floema evolucionados. Carecen de raíces, tallos, hojas y, por lo tanto, carecen de tejidos conductores. Efectúan la ósmosis y la difusión de nutrientes y gases Las plantas, en general, realizan el intercambio gaseoso de oxígeno y dióxido de carbono por las hojas, a través de los estomas. Aparato digestivo completo: Se presenta a partir de los nematodos que tienen un tubo digestivo con boca y ano bien diferenciados. Aparato digestivo incompleto: Se presenta en celentéreos y platelmintos que poseen un tubo digestivo con un solo orificio, que desempeña la función de boca y ano. Las cuatro etapas principales del procesamiento del alimento La digestión se inicia en la boca y continúa en compartimientos (estómago e intestinos) que contienen enzimas hidrolíticas. La mayor parte de la digestión y la absorción de nutrientes ocurre en el intestino delgado. El jugo pancreático alcalino neutraliza el ácido gástrico, y sus enzimas digieren los polisacáridos, las proteínas, los ácidos nucleicos y las grasas. La bilis, formada en el hígado y almacenada en la vesícula biliar, emulsiona góticas de grasa para luego ser atacadas por las enzimas pancreáticas. Las enzimas de las paredes del intestino delgado completan la digestión de muchos nutrientes. APARATO DIGESTIVO HUMANO Adaptaciones digestivas Los herbívoros y omnívoros, los cuales comen material vegetal que es más difícil de dirigir y tiene nutrientes menos concentrados que la carne, presentan, de manera general, canales digestivos más largos. LA CIRCULACIÓN Todos los seres vivos poseen sistemas sencillos o complejos para transportar los nutrientes. En las células vivas, protistos y vegetales inferiores, el agua y los nutrientes penetran a través de la membrana celular, por ósmosis y difusión, para luego ser repartidos por las corrientes citoplasmáticas. Sistema circulatorio abierto Sistema circulatorio cerrado En los reptiles (serpientes) y anfibios (ranas) la circulación es cerrada, doble e incompleta. Es incompleta porque la sangre oxigenada (arterial) se mezcla con la sangre no oxigenada (venosa). Las aves y los mamíferos poseen circulación doble y completa. La sangre en su recorrido doble, pasa dos veces por el corazón, y normalmente no se mezcla la sangre arterial con la sangre venosa. La ruta del flujo sanguíneo a través del corazón humano La ruta del flujo sanguíneo a través del sistema cardiovascular Las células de la sangre LA EXCRECIÓN HUMANA El sistema excretorio juega un papel central en la homeostasis, formando y excretando orina a la vez que regula la cantidad de agua y sales en los fluidos corporales. Nuestros riñones son los principales órganos de procesamiento del sistema excretorio, y están constituidos por pequeñas unidades filtrantes conocidas como nefronas, cada una compuesta por un corpúsculo renal y un túbulo urinario. Los riñones extraen de la sangre un líquido llamado filtrado que se compone de agua y varios solutos valiosos, incluyendo los iones Na+, K+, Cl–, HCO– 3, glucosa y aminoácidos. Las funciones básicas del sistema excretor son filtración, reabsorción, secreción y excreción. El aparato urinario La nefrona LA SECRECIÓN Es la función que le permite a los organismos regular y coordinar muchos de los procesos internos, como el crecimiento, la reproducción, el metabolismo, etc. En los lisosomas y mitocondrias las células animales y vegetales pueden secretar enzimas que intervienen en los procesos digestivos y respiratorios. También segregan anticuerpos y antitoxinas (glóbulos blancos) como medio de defensa. Las plantas elaboran fitohormonas (hormonas vegetales), muy importantes: Auxinas: Permiten el alargamiento del tallo y su orientación hacia la luz. Giberelinas: Se producen en las yemas apicales y en las hojas jóvenes, acelerando la floración, el desarrollo del fruto y la germinación de semillas. Citoquininas: Estimulan la división celular en raíces y el crecimiento celular en general; estimulan la germinación, retrasan el envejecimiento. Ácido abscísico: Inhibe el crecimiento; cierra los estomas durante la transpiración. Etileno: Promueve la maduración del fruto. La secreción de los vertebrados Las glándulas endocrinas y las células neurosecretoras secretan hormonas, señales químicas que transporta la sangre y provocan cambios específicos en las células blanco. GLÁNDULAS ENDOCRINAS HUMANAS GLÁNDULA HORMONA FUNCIÓN TIROIDES Tiroxina Aumenta el metabolismo basal. PARATIROIDES Parathormona Regula los niveles de calcio y fósforo en la sangre. PÁNCREAS Insulina Glucagón Regula el nivel de azúcar en la sangre. Eleva la glucosa en la sangre. SUPRARRENALES (Médula) Adrenalina Regula la acción del simpático. SUPRARRENALES (Corteza) Cortisol Aldosterona Regula el metabolismo de proteínas y azúcares. Regula los niveles de sodio y potasio en la sangre. Hormona del crecimiento Tirotropina ACTH FSH LH Prolactina Regula el crecimiento. Estimula la tiroides. Estimula la corteza suprarrenal. Estimula la formación del folículo. Produce la ovulación. Estimula la producción de leche. HIPÓFISIS (Lóbulo posterior) Oxitocina Vasopresina Eyección de la leche. Contracción del útero. Eleva la presión arterial. Efecto antidiurético. TESTÍCULO (Célula de Leidyg) Andrógenos Forma espermatozoides y determina los caracteres sexuales secundarios. Estrógenos Progesterona Hormonas sexuales femeninas. Determinan el crecimiento del útero y mantienen las características sexuales secundarias. HIPÓFISIS O PITUITARIA (Lóbulo anterior) OVARIO Ciclo Menstrual En las mujeres el desprendimiento de un óvulo maduro del ovario está determinado por el incremento de las hormonas luteinizante (LH) y folículo estimulante (FSH). Los siguientes gráficos representan los cambios en los niveles hormonales durante el ciclo menstrual El ciclo biológico de las plantas Se realiza en dos fases: una asexual o diploide y otra sexual o haploide. En la fase haploide el vegetal formado por células con n cromosomas crece y forma órganos sexuales que producen gametos. A la planta productora de gametos se le llama gametofito. La fase diploide se inicia con la formación del cigoto resultante de la fecundación que tendrá 2n cromosomas, que dará origen a un vegetal diploide que producirá esporas n, por lo que a esta planta se le denomina esporofito. LA ESTRUCTURA DE LA FLOR CARPELO: La parte femenina de la flor. ESTAMBRE: La parte masculina de la flor. LA FECUNDACIÓN DE LA FLOR, FRUTOS Y DISPERSION DE LAS SEMILLAS EL SISTEMA NERVIOSO Aparece por primera vez en los celenterados y alcanza su máxima perfección en los vertebrados y humanos EL CEREBRO HUMANO LA VISIÓN LA AUDICIÓN LA PIEL GUSTO Y OLFATO SOPORTE ESQUELETICO LOS MUSCULOS LA CONTRACCIÓN MUSCULAR Requiere: El aporte de glucosa y oxígeno para producir energía en formas de ATP, por la respiración. Eliminación de dióxido de carbono y calor (si la respiración se vuelve anaerobia; también debe eliminarse el ácido láctico, se producirán calambres). Estos requisitos son satisfechos por el desarrollo de un sistema de lechos capilares en el músculo, junto con sus arterias y venas. Un estímulo en forma de impulso nervioso, distribuido desde las placas terminales de las neuronas motoras. El cerebelo mantiene la postura y el equilibrio y asegura que todos los músculos trabajen juntos para producir movimientos voluntarios suaves y coordinados. Por debajo del nivel del ecosistema todos los organismos reciben el nombre colectivo de comunidad. Un grupo de individuos de una misma especie que se entrecruzan sexualmente constituyen una población. Una entidad individual con vida es un organismo que se compone de sistemas de órganos, los órganos de tejidos, los tejidos de células y las células de moléculas. ¿Qué es una especie? Una especie biológica es una población o grupos de poblaciones, cuyos miembros son capaces de reproducirse entre sí y producir descendencia fértil. Especiación Es la formación de nuevas especies por la existencia de un entrecruzamiento limitado. Relaciones entre las especies Conducen a la estabilidad y el equilibrio en los ecosistemas. Competencia: Es la relación que se establece entre dos especies iguales (competencia intraespecífica) o entre especies diferentes (competencia interespecífica), que luchan por conseguir un recurso limitado del medio (por ejemplo, alimento, hábitat). Depredación: Es la relación que se establece entre una especie, el depredador, que mata a otra especie, la presa, para alimentarse de ella. Simbiosis: Es la relación que se establece entre dos o más especies en la cual una de ellas vive dentro o sobre la otra, y pueden ser benéficas o perjudiciales (por ejemplo, el parasitismo, el comensalismo, el mutualismo). ADAPTACIONES DE LOS ORGANISMOS A LOS DIVERSOS AMBIENTES Los organismos ( plantas y animales) se adaptan a los distintos entornos ambientales presentando características de acuerdo con las condiciones del medio ambiente donde vivan. RESPUESTAS A LA LUZ En bosques densos, las plantas trepadoras y las epífitas se desarrollan en busca de la luz. Aplanamiento de las hojas para captar la luz. Fototropismo, que es la inclinación hacia la luz. El fotoperíodo que afecta la reproducción de plantas y animales. Cambios en la pigmentación de la piel de los animales provocada por la protección solar. Capacidad de producción de luz mediante órganos especializados. RESPUESTAS A LA TEMPERATURA Ante las altas temperaturas, algunos árboles y arbustos pierden las hojas. Los animales ante el frió presentan una capa subcutánea de grasa. Otros ahuecan o erizan los pelos y plumas. Ante el calor, los animales se vuelven inactivos (hibernan), sudan o jadean. RESPUESTAS AL ESTRÉS HÍDRICO En zonas áridas, las plantas retardan la deshidratación o la toleran, transformando sus hojas en espinas. Reduciendo la superficie transpiradora. Ejerciendo un control estomático. Incrementando el desarrollo radicular. Aumentando la consistencia suculenta. Favoreciendo la pérdida de hojas en el verano En los animales se produce Aislamiento del medio externo (secreción de mucus, presencia de exoesqueleto quitinoso). Reducción de la orina. Migración a otros lugares. RESPUESTAS A ALTAS PRESIONES Presencia de vejiga natatoria en peces y de sacos aéreos en aves. Aumento o disminución de los movimientos de natación. La anoxia, el mal de las alturas: La presión disminuye al aumentar la altura, lo que ocasiona la disminución de la temperatura y la falta de oxígeno. Entonces se hace necesario el aumento de la ventilación pulmonar y el trabajo de los riñones. Se incrementa el número de glóbulos rojos. Los seres humanos que viven en zonas altas tienen generalmente baja estatura, tórax ensanchado, mayor volumen pulmonar y presión sanguínea pulmonar alta. RESPUESTAS A LA SALINIDAD En la vida marina, los mamíferos para extraer el exceso de sal, el riñón, produce una orina muy hipertónica (concentrada). Las aves, los reptiles y teleósteos, reponen el agua que pierden bebiendo agua de mar, y segregando el exceso de sales por transporte activo en las branquias. CADENA ALIMENTICIA Una cadena alimenticia es un flujo gradual de energía y nutrientes a partir de las plantas (productores), hacia los herbívoros (consumidores primarios), a los carnívoros (consumidores secundarios) y consumidores de nivel superior. Las cadenas alimenticias se conectan entre ellas, formando redes alimenticias. CADENA ALIMENTICIA PIRÁMIDE DE ENERGÍA Es el diagrama que sigue, ilustra cómo disminuye la energía al pasar desde los productores hasta los consumidores primarios, y a los niveles tróficos superiores. En cada nivel trófico se producen pérdidas de energía por calor durante la respiración. Esta pérdida de energía limita el tamaño de las cadenas alimenticias. PIRÁMIDE DE ENERGÍA ÁRBOLES FILOGENÉTICOS La historia evolutiva de un grupo de organismos se llama filogenia. Los árboles filogenéticos representan las genealogías de los organismos, mediante diagramas que rastrean las relaciones evolutivas de la manera más detallada en que éstas puedan ser determinadas. CICLO DEL NITRÓGENO SE BASA EN LAS BACTERIAS El nitrógeno es abundante en la atmosfera como N2, pero éste no es utilizable por las plantas. Algunas bacterias del suelo (en nódulos de raíces de leguminosas) convierten el N2 en compuestos nitrogenados que las plantas pueden utilizar, amonio (NH4+) y nitrato (NO3–). Una fuente adicional de estos iones son las reacciones químicas en la atmósfera. Algunas bacterias del suelo degradan la materia orgánica y reciclan el nitrógeno como amonio o nitrato para las plantas; otras bacterias regresan el N2 a la atmósfera. VARIACIÓN, SELECCIÓN NATURAL Y EVOLUCIÓN Las adaptaciones al medio ambiente son a menudo estructurales, pero también pueden ser bioquímicas y de comportamiento. Estas adaptaciones surgen porque hay variación entre los diferentes miembros de una población. Darwin estudió tales adaptaciones y las resumió en cinco puntos: Superproducción Lucha por la existencia Variación La supervivencia de los mejor dotados Las características ventajosas se transmiten a la descendencia Superproducción Todos los organismos producen más descendencia de la que posiblemente pueda sobrevivir; sin embargo, las poblaciones permanecen relativamente estables. Una hembra de mariposa nocturna puede poner 500 huevos, pero la población de mariposas nocturnas no aumenta en un 25.000%. Lucha por la existencia Los organismos experimentan resistencia ambiental, esto es, compiten por los recursos limitados en el entorno. Varias mariposas nocturnas pueden intentar alimentarse en la misma flor productora de néctar. Variación Dentro de la población puede haber algunas características que hagan a los organismos que las poseen más aptos para esta dura competición. Las mariposas nocturnas podrían ser voladoras más fuertes, tener mejores aparatos bucales para la alimentación, camuflarse mejor mientras descansan, o ser afectadas por la lluvia en menor medida. La supervivencia de los mejores dotados Los individuos que tienen más éxito en la lucha por la existencia (es decir, los más aptos/ mejor adaptados a su entorno) sobrevivan más fácilmente que los que carecen de estas ventajas. Mariposas nocturnas: Las mariposas de color oscuro, cuando descansando sobre troncos de árboles cubiertos de hollín, tendrán una menor probabilidad de ser capturadas por depredadores. Las características ventajosas se transmiten a la descendencia Los individuos bien adaptados se reproducen con más éxito que los que no están bien adaptados - transmiten sus genes a la siguiente generación. Este proceso se llama selección natural. Las mariposas nocturnas oscuras producirán descendencia de color oscuro. PREGUNTAS ABIERTAS Estas preguntas no tienen opciones de respuesta. Se deben escribir respuestas breves con letra clara y leible dentro del espacio correspondiente por cada una de ellas sin salirse del recuadro. Durante un experimento biológico, se extrajeron células hepáticas de un gallo que es homocigoto par le color negro de sus plumas. Luego se procedió a quitar el núcleo del óvulo de una gallina blanca que también es homocigota para le color de sus plumas. En el lugar del óvulo se implantó el núcleo de la células hepáticas de un gallo, obteniéndose el desarrollo de un polluelo. Explique, ¿ cómo deben ser las características de del polluelo? --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Unos investigadores estudiaron la cantidad de nitrógeno absorbido por un cultivo de cebolla a lo largo de las etapas de crecimiento y los resultados se graficaron en la siguiente figura: Si se quiere hacer más eficiente el uso del abono y evitar pérdidas de nitrógeno por las lluvias, ¿ Cuál es la época en que se debe aplicar mayor cantidad de abono al cultivo de cebolla? ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
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