SECRETARIA DE EDUCACIÓN PÚBLICA SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN TECNOLOGICA INDUSTRIAL CENTRO DE BACHILLERATO TECNOLOGICO INDUTRIAL Y DE SERVICIOS CENTRO DE ESTUDIOS TECNOLOGICO INDUSTRIAL Y DE SERVICIOS Academia Estatal de Biología Chiapas Cuadernillo de Trabajo Semestre Agosto/2020-Enero/2021 Bachillerato Tecnológico Biología Tercer semestre Docente-Estudiante
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SECRETARIA DE EDUCACIÓN PÚBLICA
SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR
DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN TECNOLOGICA INDUSTRIAL
CENTRO DE BACHILLERATO TECNOLOGICO INDUTRIAL Y DE SERVICIOS
CENTRO DE ESTUDIOS TECNOLOGICO INDUSTRIAL Y DE SERVICIOS
Academia Estatal de Biología Chiapas
Cuadernillo de Trabajo
Semestre Agosto/2020-Enero/2021
Bachillerato Tecnológico
Biología Tercer semestre
Docente-Estudiante
1 Biología 3er Semestre
PRIMER PARCIAL
EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA
Responde en tu cuaderno cada una de las preguntas de acuerdo a tus conocimientos.
1. ¿Qué comprendes por Biología?
2. ¿Consideras que es importantes conocer los organismos de la zona en las que vives?
¿Por Qué?
3. Menciona 3 características de los seres vivos:
4. Las bacterias son organismos vivos: V F
5. Un virus ¿es un ser vivo? V F
6. ¿Cómo nos alimentamos los seres vivos?
7. ¿Qué tipos de nutrición conoces?
8. ¿Has escuchado el término Biomoléculas”, menciona a qué se refiere y da 3 ejemplos?
9. ¿Qué es una célula?
10. ¿Un virus es una célula?
1. La Biología como la ciencia de la vida
Biología se deriva de dos raíces griegas Bios «βίος» que significa
vida, y logos «λóγος» que significa estudio o tratado. Es una
ciencia relativamente reciente, la cual se consolida como tal a
finales del siglo a XIX, teniendo como objeto de estudio los seres
vivos en todos sus niveles de organización, sus expresiones y
fenómenos en los que se relacionen directamente o
indirectamente, debido a que comparten una característica
fundamental que lo diferencia de la materia inanimada: la vida.
Ramas de la Biología y su relación con otras ciencias
El estudio de la biología es muy extenso, los conocimientos
generados a partir de sus diversas investigaciones han llevado a
establecer subdivisiones, es decir, han surgido ramificaciones cuyo
objeto de estudio es muy particular, pero dentro del contexto de los seres vivos, este conjunto
se conoce como: Ramas de la Biología.
Sin embargo, para poder dar una mejor respuesta a
las preguntas que se hacen en sus investigaciones, la
Biología necesita de la participación de otras ciencias,
esto la hace interdisciplinaria, lo cual ha contribuido
a integrar el conocimiento, entendiendo de forma
integral los diferentes aspectos de los seres vivos, a
estas disciplinas se les conocen como ciencias
auxiliares de la Biología. Estas contribuyen
directamente en las investigaciones biológicas, entre
ellas destacan: Física, Química, Geología y
Matemáticas.
Hoy en día el conocimiento
biológico es necesario como
parte de la cultural general de
cualquier persona, ya que su
estudio nos proporciona
benéficos directos como: la
importancia de una correcta
alimentación, la actividad
física para la salud, la acción
de las vacunas, la forma para
evitar la contaminación y
enfermedades, entre muchas
cosas más.
2 Academia Estatal Chiapas
2. La ciencia y su relación con el método
científico
La Biología es una ciencia, como
tal, requiere emplear para sus
investigaciones el método
científico, a través del cual es
posible obtener un conocimiento
confiable y sistematizado de los
seres vivos como de los procesos
inherentes a ellos. Pero, ¿qué es
Ciencia?
Ciencia proviene del latín
“scientia”, que significa
conocimiento. Para establecerse
se necesita de un conjunto de
conocimientos obtenidos
mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados (método
científico) a partir de los cuales se deducen principios y leyes generales. Se caracteriza por ser:
objetiva, verificable, razonada, sistematizada, metódica y modificable.
Toda ciencia necesita del empleo del método científico para validar sus estudios, si se aplicada
a la Biología, es necesario para validar los hechos generados en el estudio de los fenómenos
de la vida, esto es para tener resultados confiables, debido a que sigue un proceso verificable.
De este método surgieron teorías de aceptación universal que constituyeron a la Biología
como ciencia.
El método científico tiene cinco pasos básicos (y un paso más de "retroalimentación"):
1. Se hace una observación.
2. Se plantea una pregunta/planteamiento del problema de lo observado con el fin de
delimitar el objeto de estudio.
3. Se formula una hipótesis o explicación que pueda ponerse a prueba. Una hipótesis es
una respuesta posible a una pregunta, que de alguna manera puede ponerse a prueba.
4. Experimentación: son una serie de actividades, pruebas que nos ayudan a reproducir
un fenómeno, tomando en cuenta las condiciones particulares del objeto de estudio
y las variables pertinentes.
5. Análisis de datos/Prueba de hipótesis.
6. Confirmación o rechazo de la hipótesis. /Conclusiones.
Se repite el proceso: se utilizan los resultados para formular nuevas hipótesis o predicciones
(Las predicciones son las consecuencias esperadas de las hipótesis
3 Biología 3er Semestre
3. Niveles de organización de la materia viva
El estudio de los seres vivos se encuentra ordenada en diferentes niveles de organización,
debido a que en la materia viva se distinguen diferentes grados de complejidad estructural y
funcional. El orden es jerárquico inicia desde en la simplicidad de las partículas subatómicas
hasta llegar a la compleja funcionalidad de la Biosfera.
Los niveles de organización de la materia viva facilitan la comprensión de nuestro objeto de
estudio: la vida. Por eso es de suma importancia conocer cómo es la relación que se establece
entre los organismos y el medio ambiente.
4. Características de los seres vivos
Un ser vivo es aquel organismo que está formados por una o más células que tiene la
capacidad de desempeñar las funciones básicas de la vida. Sean simples (unicelulares) o
complejos (pluricelulares), todos los seres vivos comparten una serie de características que
permiten identificarlos como individuos formados por diversas estructuras especializadas,
funcionando armónicamente en bienestar del mismo.
De esas características nos enfocaremos en dos características que van de la mano, además de
que ayudan a entender el buen funcionamiento del un ser vivo. Estos son: homeostasis y
autopoiesis.
4 Academia Estatal Chiapas
Postulado por Claude Bernard, pero utilizado por Walter B Cannon, la homeostasis (de dos
vocablos griegos homeo, constante y stasis, mantener) es la capacidad de los seres vivos de
mantener constante el equilibrio biológico y los mecanismos de autorregulación de su
ambiente interno, en forma independiente a las variantes externas. Este proceso es de vital
importancia para los seres vivos, ya que les permite mantener su cuerpo en funcionamiento
aun si estan en ambientes desfavorables para sus procesos vitales, tales como niveles de
oxígeno y dióxido de carbono (O2, CO2), nutrientes (concentración de glucosa), eliminación
de desechos orgánicos, temperatura corporal, cantidades de agua y sal, y pH.
En 1973 los biólogos H. Maturana y F. Varela introdujeron el término de autopoiesis (de dos
vocablos griegos auto a sí mismo y poiesis producción) para diferenciar lo vivo de lo no vivo,
explicando las condiciones que se necesitaron para que surgiera la vida, y por lo tanto un ser
vivo.
Un sistema autopoiético se definió como una red de procesos de producción de componentes
interrelacionados, de manera que los componentes en interacción generan la misma red que
los produjo. En otras palabras, es un sistema autónomo que tiene la capacidad de producirse
así mismo, debido a la dinámica de los procesos moleculares constituyendo una unidad
discreta.
Por lo tanto, es la capacidad de los seres vivos para producirse o autorregularse a sí mismos,
mediante los procesos moleculares que intervienen en su funcionamiento biológico y
químico.
5 Biología 3er Semestre
La autopoiesis nos mantiene en continua autoproducción, sin embargo, al alterarse la armonía
en el funcionamiento, la homeostasis busca el equilibro interno que mantenga el
funcionamiento óptimo del organismo.
5. Las sustancias puras y la vida
Si recordamos los niveles de organización de la materia, un ser vivo tiene como base
estructural, funcional y anatómica la célula, esta a su vez presenta una composición química
muy particular que la diferencia del medio abiótico (sin vida), y da lugar a la formación de
moléculas simples y complejas que intervienen en la construcción y el funcionamiento de la
propia célula.
La composición química base está representada por los Bioelementos, elementos Biogenésicos
o Biogénicos, los cuales permiten que un ser vivo se origine y se mantenga con vida. Tomando
en cuenta las concentraciones relativas en los seres vivos, los clasificaremos en:
Primarios o constituyentes principales
Secundarios
Oligoelementos.
Los Bioelementos primarios, forman las estructuras básicas de las Biomoléculas o Moléculas
Biológicas, estos son compuestos químicos que se caracterizan por ser parte de los seres vivos.
Las propiedades y estructuras químicas de estas moléculas dentro de la célula le dan la
capacidad para nutrirse, eliminar sustancias, crecer y reproducirse.
Desde el punto de vista químico, se clasifican en dos categorías:
Biomoléculas orgánicas
Biomoléculas inorgánicas
Carbohidratos
Son la principal fuente de energía de los seres vivos. Están formados por una o miles de
moléculas unidas entre sí por enlaces químicos que se rompen fácilmente liberando energía
que puede ser aprovechada por los seres vivos para realizar innumerables funciones
metabólicas. También se les conoce con los nombres de polialcoholes, glúcidos, sacáridos o
azúcares. Se pueden clasificar en:
• Monosacáridos o carbohidratos simples
• Oligosacáridos
• Polisacáridos o carbohidratos complejos
Esta clasificación se da por el número de monómeros presentes en las moléculas, en este caso,
los monosacáridos (del griego “un azúcar”) son la unidad básica de los carbohidratos y, la
unión de ellos, es lo que formará a los oligosacáridos o polisacáridos, los cuales son polímeros
de carbohidratos.
Los carbohidratos son compuestos orgánicos formados por carbono (C), hidrógeno (H) y
oxígeno (O) en proporción 1:2:1, por lo que la fórmula general de los monosacáridos es
(CH2O)n donde la n es el número de carbonos que tiene la molécula y puede ser cualquier
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número entre 2 y 8. Por ejemplo, para la glucosa la n tiene un valor de 6 y su fórmula es
C6H12O6.
Los monosacáridos tienen todos sus carbonos saturados con un hidroxilo (OH) y un
hidrógeno (H), excepto un carbono que lleva el grupo funcional carbonilo característico de
ellos, formado por un carbono unido a un oxígeno por un doble enlace (C=O), que puede
ser de dos tipos: aldehído o cetona. Entre los carbohidratos de importancia biológica
podemos mencionar a las pentosas y hexosas.
Lípidos
Son un grupo de moléculas heterogéneas, formadas por carbono (C) e hidrógeno (H) casi
exclusivamente, debido a este tipo de enlaces no polares son hidrofóbicas y, por tanto,
insolubles en agua, pero solubles en solventes orgánicos como el benceno, cloroformo, xilol,
etc. Estas moléculas están formadas en menor proporción por oxígeno (O), y algunas tienen
azufre (S), fósforo (P) o nitrógeno (N).
Los lípidos tienen una amplia gama de funciones biológicas, son la principal reserva
energética, forman cubiertas impermeables en los cuerpos de plantas y animales, son aislantes
térmicos, amortiguadores mecánicos, actúan como hormonas y vitaminas, etc.
Existen dos tipos de ácidos grasos: los saturados, que son los que poseen ligaduras sencillas
en la cadena de carbonos y los insaturados, que tienen por lo menos una doble ligadura en
la molécula y reciben el nombre de monoinsaturados o pueden tener dos o más y se llaman
poliinsaturados.
Son necesarios tanto para la estructura como para el buen funcionamiento de las células, ya
que intervienen en una gran variedad de procesos. El consumo excesivo de alimentos que
contienen lípidos ricos en ácidos grasos saturados, son perjudiciales para la salud, pues son la
causa de la obesidad y los accidentes cardiovasculares (infartos, trombosis y embolias), así
como de muchas otras enfermedades. El colesterol es un lípido indispensable para los seres
vivos, particularmente el hombre debe de regular su consumo y procurar mantenerlo en un
rango de entre 150 y 200 mg/dL de sangre.
Proteínas
Son moléculas grandes y complejas formadas básicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno
y nitrógeno, sin embargo, muchas también poseen azufre, fósforo y otros elementos como
magnesio, hierro, zinc y cobre (aunque estos últimos en cantidades muy pequeñas). Las
proteínas son los componentes principales de la célula constituyendo más del 50% de su peso
seco y no existe proceso biológico alguno que no dependa de la participación de este tipo de
sustancias.
Están constituidas por unidades más simples llamadas aminoácidos, su denominación
responde a la composición química general que presentan, en la que un grupo amino (NH2)
y otro carboxilo o ácido (-COOH) se unen a un carbono (-C-). Las otras dos valencias de ese
carbono quedan saturadas con un átomo de hidrógeno (-H) y con un grupo variable al que
se denomina radical (-R).
7 Biología 3er Semestre
Teóricamente es posible la existencia de una gran variedad de aminoácidos distintos, pero
solamente veinte tipos diferentes se utilizan para construir las proteínas. Los aminoácidos que
un organismo no puede sintetizar y por tanto tienen que ser suministrados en la dieta se les
denomina aminoácidos esenciales; y aquellos que el organismo puede sintetizar se llaman
aminoácidos no esenciales.
Las funciones principales de las proteínas son: ser esenciales para el crecimiento. Las grasas y
carbohidratos no las pueden sustituir, por no contener nitrógeno. Proporcionan los
aminoácidos. Son materia prima para la formación de los jugos digestivos, hormonas,
proteínas plasmáticas, hemoglobina, vitaminas y enzimas. Actúan como defensa natural
contra infecciones o agentes extraños. El colágeno es la principal proteína integrante de los
tejidos de sostén.
Ácidos nucleicos
Los ácidos nucleicos, y el ADN en particular, son macromoléculas clave en la continuidad de
la vida. El ADN lleva la información hereditaria que se transmite de padres a hijos y
proporciona las instrucciones sobre cómo (y cuándo) hacer muchas proteínas necesarias para
construir y mantener en funcionamiento células, tejidos y organismos.
Las funciones del ADN y el ARN en la célula
Los ácidos nucleicos, macromoléculas compuestas de unidades llamadas nucleótidos, existen
de manera natural en dos variedades: ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico
(ARN). El ADN es el material genético de los organismos vivos, desde las bacterias unicelulares
hasta los mamíferos multicelulares como tú y yo. Algunos virus usan ARN, no ADN, como su
material genético, pero técnicamente no se consideran vivos (ya que no pueden reproducirse
sin la ayuda de un hospedero).
Nucleótidos
El ADN y el ARN son polímeros (en el caso del ADN, suelen ser polímeros muy largos) y se
componen de monómeros conocidos como nucleótidos. Cuando estos monómeros se
combinan, la cadena resultante se llama polinucleótido (poli-= "muchos").
Cada nucleótido se compone de tres partes: una estructura anular que contiene nitrógeno
llamada base nitrogenada, un azúcar de cinco carbonos, y al menos un grupo fosfato. La
molécula de azúcar tiene una posición central en el nucleótido, la base se conecta a uno de
sus carbonos y el grupo (o grupos) fosfato, a otro.
Características del ADN
En el ácido desoxirribonucleico, o ADN, las cadenas se encuentran normalmente en una doble
hélice, una estructura en la que dos cadenas emparejadas (complementarias) se unen entre sí,
como se muestra en el diagrama de la izquierda. Los azúcares y los fosfatos se encuentran en
el exterior de la hélice y constituyen el esqueleto del ADN; esta parte de la molécula se suele
llamar esqueleto de azúcar-fosfato. Las bases nitrogenadas se extienden hacia el interior, en
parejas, como los peldaños de una escalera; las bases de un par se unen entre sí mediante
puentes de hidrógeno.
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Las bases nitrogenadas
Las bases nitrogenadas de los nucleótidos son moléculas orgánicas (basadas en carbono),
compuestas por estructuras anulares que contienen nitrógeno. Cada nucleótido en el ADN
contiene una de cuatro posibles bases nitrogenadas: adenina (A), guanina (G) , citosina (C) y
timina (T). La adenina y la guanina son purinas, lo que significa que sus estructuras contienen
dos anillos fusionados de carbono y nitrógeno. En cambio, la citosina y la timina son
pirimidinas y tienen solo un anillo de carbono y nitrógeno. Los nucleótidos de ARN también
pueden contener bases de adenina, guanina y citosina, pero tienen otra base tipo pirimidina
llamada uracilo (U) en lugar de la timina. Como se muestra en la figura anterior, cada base
tiene una estructura única, con su propio conjunto de grupos funcionales unidos a la
estructura anular.
Como abreviaturas en la biología molecular, las bases nitrogenadas se suelen nombrar por
sus símbolos de una letra: A, T, G, C y U. El ADN contiene A, T, G y C, mientras que el ARN
contiene A, U, G y C (es decir, la U se intercambia por T).
Características del ADN
En el ácido desoxirribonucleico, o ADN, las cadenas se encuentran normalmente en una doble
hélice, una estructura en la que dos cadenas emparejadas (complementarias) se unen entre sí,
como se muestra en el diagrama de la izquierda. Los azúcares y los fosfatos se encuentran en
el exterior de la hélice y constituyen el esqueleto del ADN; esta parte de la molécula se suele
llamar esqueleto de azúcar-fosfato. Las bases nitrogenadas se extienden hacia el interior, en
parejas, como los peldaños de una escalera; las bases de un par se unen entre sí mediante
puentes de hidrógeno.
Las dos cadenas de la hélice corren en direcciones opuestas, lo que significa que el extremo 5′
de una cadena se une al extremo 3′ de su cadena correspondiente. Esto se conoce como
orientación antiparalela y es importante al copiar ADN.
Características del ARN
A diferencia del ADN, el ácido ribonucleico (ARN) generalmente tiene una sola cadena. El
nucleótido de una cadena de ARN tendrá ribosa (un azúcar de cinco carbonos), una de las
cuatro bases nitrogenadas (A, U, G y C), y un grupo fosfato. Aquí, veremos los cuatro tipos
principales de ARN: el ARN mensajero (ARNm), el ARN ribosomal (ARNr), el ARN de
transferencia (tRNA) y los ARN regulatorios.
6. La célula, la unidad de la vida
En la década de 1670, el holandés Anton van Leeuwenhoek
construyó su propio microscopio de luz simple y observó
previamente un mundo viviente desconocido hasta ese momento.
Aunque el microscopio era más sencillo que el de Robert Hooke
(hizo cortes de tejidos vegetales y vio cavidades pequeñas
separadas por paredes, hoy conocida como células), las lentes que
pulió eran tan superiores que logró ver imágenes claras y magnificadas de casi 1 µm
(micrometro).
9 Biología 3er Semestre
Una célula es la unidad anatómica, funcional y fundamental
que conforma a todos los organismos vivos, que posee una
organización molecular que le permite desempeñar las
funciones vitales: crecer, reproducirse y adaptarse al medio
ambiente; son de diferentes tamaños, se encuentran aisladas o
en conjuntos, las cuales en ocasiones se llegan a especializar
para realizar una función determinada.
Teoría Celular
Debido al desarrollo de la microscopía, en 1838 Matías Jacobo
Scheleiden y en 1839 Teodoro Schwan, plantearon la
denominada teoría celular, que, ha sido de gran importancia
y supuso un gran avance en el campo de las Biología, pues sentó las bases para el estudio
estructurado y lógico de los seres vivos. La teoría celular sostiene la universalidad de la
estructura celular dentro de los organismos, la cual actualmente postula los siguientes
enunciados:
1. Todos los organismos están formados de una o más
células.
2. Las reacciones químicas de los seres vivos, incluyendo los
procesos de obtención de energía y las reacciones de
biosíntesis, tienen lugar en el interior de la célula.
3. Las células provienen de otras células.
4. Las células contienen la información hereditaria de los
seres que forman y esta información pasa de las células
madres a las hijas.
Las células, según su grado de complejidad y organización pueden ser clasificadas como
eucariotas y procariotas.
Célula procariota
La célula procariota pro, anterior y karion núcleo, son las células más antiguas, tienen
aproximadamente 3500 millones de años, con una organización estructural sencilla, con una
característica particular que es lo que le da el nombre a esta célula, no tiene núcleo, es decir,
su material genético está disperso en el citoplasma. Se pueden distinguir las siguientes partes:
En la organización de la
materia, el nivel celular es el
primer nivel de organización
biótico (organismos vivos),
comprendiendo así la
materia viva organizada en
unidades elementales
dotadas de vida propia
10 Academia Estatal Chiapas
Células eucariotas
La célula eucariota con núcleo “karion”, verdadero “eu”, apareció aproximadamente hace
1500 millones de años, y se distingue de las células procariotas porque el ADN está separado
del resto de la célula por una doble membrana nuclear o envoltura nuclear, que constituye
una región delimitada llamada núcleo.
Se pueden distinguir diferentes estructuras, según el tipo de célula eucariota que sea (animal
o vegetal).
11 Biología 3er Semestre
Las células vegetales además tienen:
Pared celular: Gruesa capa que recubre las células vegetales. Está formada por celulosa
y otras sustancias. Su función es la de proteger la célula vegetal de las alteraciones de
la presión osmótica.
Plastos: Orgánulos característicos de las células vegetales. En los cloroplastos se realiza
la fotosíntesis.
Vacuolas: Estructuras en forma de grandes vesículas. Almacenamiento de sustancias.
La célula posee actividad propia, cada uno de los componentes estructurales trabaja
coordinadamente constituyendo una unidad funcional. Necesita nutrirse, es decir, obtener y
utilizar los elementos (energía) que requiere para mantener sus actividades. La respiración
comprende una serie de reacciones a través de la cuales se produce la oxidación de los
alimentos para liberar energía contenida en las sustancias químicas. Las células se relacionan
con otras y se reproducen cada determinado tiempo (depende del tipo de célula).
SEGUNDO PARCIAL
APERTURA
EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA
Responde en tu cuaderno cada una de las preguntas de acuerdo a tus conocimientos.
1. ¿Los seres vivos están formados por células? Si, No,
2. Menciona por lo menos 3 componentes de la célula:
3. Menciona un ejemplo de organismo unicelular y uno multicelular:
4. ¿Qué tipo de célula puede llegar a tener mayor longitud en el cuerpo humano?
5. Menciona un ejemplo células de los diversos tipos de seres vivos?
DESARROLLO
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 1: PROYECTO:
- Analiza a través de elaborar y aplicar una entrevista, donde conocerá cuántos casos de mala
alimentación, obesidad, sobrepesos y desnutrición encuentras, después de aplicar la encuesta
lee el tema de Nutrición, y elabora un extracto e investiga en fuentes a tu alcance que
justifiquen las siguientes preguntas: ¡Cual es la relación entre los virus y los niveles de
organización de la materia?, ¿Son seres vivos?, ¿Cómo se relaciona con la salud del ser
humano?, ¿Cómo se relacionan las transformaciones químicas de las células con las dietas de
la vida cotidiana? Platear hipótesis, y contrastar la información obtenida tanto de sus
investigaciones teóricas con las de tus entrevistas, para poder concluir analiza cual es la
relación entre la alimentación, la salud y el estado actual de la epidemia.
12 Academia Estatal Chiapas
Existen biomoléculas que tienen funciones específicas y para los seres humanos sólo se pueden
obtener a partir de los alimentos que consumimos, muchas veces su deficiencia ocasiona
reacciones adversas en nuestro organismo, se trata de las vitaminas. ¿Cuáles son las vitaminas