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CURSO DE NIVELACIÓN
APUNTES – BIOLOGÍA
CARRERAS:
PROFESORADO EN BIOLOGÍA
LICENCIATURA EN CIENCIAS BIOLÓGICAS
LICENCIATURA EN CIENCIAS AMBIENTALES
AÑO 2016
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Estimado Alumno:
Has iniciado una nueva etapa en tu vida. El ingreso a la
universidad y en particular a la carrera que has elegido, constituye un nuevo
desafío y un hecho relevante y significativo para tu futuro.
¿Cuál será Tu Compromiso? Podrás estudiar dedicándole a
cada tema el tiempo y la intensidad que consideres necesario. Esto te compromete
a cumplir un papel muy activo, es un proceso de auto-aprendizaje.
Algunas de las claves a tener en cuenta para estudiar son:
Organizar el tiempo. La organización del tiempo es la clave del éxito, así
cada uno asume su propia responsabilidad.
Utilizar representaciones gráficas. Láminas, figuras, fotos, etc., te
permiten describir las estructuras lo cual es muy importante, no te olvides.
Elaborar tus apuntes. Tomar notas de clase, al leer, construir tus propias
síntesis, gráficos, cuadros sinópticos, esquemas, etc., son claves en el
aprendizaje.
Participar activamente. La participación activa en clases y actividades
prácticas programadas refuerzan tu aprendizaje.
Esta propuesta, no intenta sustituir a ningún libro pero sí
inducirte a analizar los conceptos básicos que te permitirán profundizar e
integrar tus conocimientos.
¡Adelante con el desafío y bienvenido!
Tus Docentes
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MÓDULO I:
INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA
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BIOLOGÍA
BIOS
vida
LOGIA
Tratado, estudio, ciencia
¿LA BIOLOGÍA ES UNA CIENCIA?
La Biología (del griego bios, vida, y logía, tratado, estudio, ciencia) es la ciencia que
tiene como objeto de estudio a los seres vivos. La palabra Ciencia deriva del latín
“scientia” que significa “conocimiento”, y constituye el conjunto de conocimientos
que se caracteriza por ser racionales, ciertos o probables, obtenidos
metódicamente, sistematizados y verificables. El método científico es un proceso
destinado a explicar fenómenos, establecer relaciones entre los hechos y enunciar
leyes que expliquen los fenómenos de la realidad y permitan obtener, con estos
conocimientos, aplicaciones útiles al hombre.
A continuación describiremos algunas características de la Ciencia y por
consiguiente de la Biología:
Es objetiva porque se basa en datos, observaciones y experimentaciones.
Avanza continuamente ya que procura la generación de más conocimiento
objetivo en forma de predicciones concretas, cuantitativas y comprobables
referidas a hechos observables pasados, presentes y futuros respecto a algún
sistema concreto.
Es creativa porque desarrolla nuevas ideas, las prueba, verifica e incorpora al
conocimiento general, utilizando los principios del razonamiento lógico
(deducción, inducción y abducción).
No es omnipotente ya que no resuelve todos los problemas.
Utiliza diferentes métodos y técnicas para la adquisición y organización de
conocimientos sobre la estructura de un conjunto de hechos suficientemente
objetivos y accesibles a varios observadores, basándose en un criterio de verdad
y corrección permanente.
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BREVE RESEÑA HISTÓRICA DE LA BIOLOGÍA
Es muy probable que el hombre fuera biólogo antes que otra cosa. Los fenómenos
de nacimiento, crecimiento y muerte, las plantas y los animales que le servían de
alimento y vestido, su propio cuerpo, sano o enfermo, indudablemente debieron ser
para él, objeto de serias consideraciones. La historia del estudio de los seres vivos
remonta desde la Antigüedad hasta la época actual. Aunque el concepto de biología
como ciencia en si misma nace en el siglo XIX, las Ciencias Biológicas surgieron de
tradiciones médicas e historia natural en la medicina del Antiguo Egipto y los
trabajos de Aristóteles y Galeno en el antiguo mundo grecorromano.
Durante el Renacimiento europeo y a principios de la Edad Moderna, el
pensamiento biológico experimentó una revolución en Europa, con un renovado
interés hacia el empirismo y por el descubrimiento de gran cantidad de nuevos
organismos. Los naturalistas como Linneo y Buffon iniciaron la clasificación de la
diversidad de la vida y el registro fósil, así como el desarrollo y el comportamiento
de los organismos. La microscopía reveló el mundo de los microorganismos,
sentando las bases de la teoría celular.
En los siglos XVIII y XIX, las Ciencias Biológicas, como la Botánica y la Zoología
que se convirtieron en disciplinas científicas cada vez más profesionales. Los
exploradores-naturalistas, como Alexander von Humboldt investigaron la interacción
entre organismos y su entorno, y los modos en que esta relación depende de la
situación geográfica, iniciando así la Biogeografía, la Ecología y la Etología. Los
naturalistas comenzaron a rechazar el esencialismo y a considerar la importancia
de la extinción y la mutabilidad de las especies. La teoría celular proporcionó una
nueva perspectiva sobre los fundamentos de la vida. Estas investigaciones, así
como los resultados obtenidos en los campos de la Embriología y la Paleontología,
fueron sintetizados en la Teoría de la Evolución por selección natural de Charles
Darwin. El final del siglo XIX vio la caída de la teoría de la generación espontánea y
el nacimiento de la Teoría Microbiana de la enfermedad, aunque el mecanismo de
la herencia genética fuera todavía un misterio.
A principios del siglo XX, el redescubrimiento del trabajo de Mendel condujo al
rápido desarrollo de la Genética por parte de Thomas Hunt Morgan y sus discípulos
y la combinación de la genética de poblaciones y la selección natural en la Síntesis
Evolutiva Moderna durante los años 1930. Nuevas disciplinas se desarrollaron con
rapidez, sobre todo después de que Watson y Crick descubrieron la estructura del
ADN. Tras el establecimiento del Dogma Central de la Biología Molecular y el
descifrado del código genético, la biología se dividió fundamentalmente entre la
Biología Orgánica —los campos que trabajan con organismos completos y grupos
de organismos— y los campos relacionados con la Biología Molecular y Celular. A
finales del siglo XX nuevos campos como la genómica y la proteómica invertían esta
tendencia, con biólogos orgánicos que usan técnicas moleculares, y biólogos
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moleculares y celulares que investigan la interacción entre genes y el entorno, así
como la genética de poblaciones naturales de organismos.
OBJETO DE ESTUDIO DE LA BIOLOGIA
La Biología estudia la vida, se extiende desde la escala microscópica de las
moléculas y las células que constituyen los organismos hasta la escala global del
Planeta vivo en su totalidad.
Pero antes de avanzar, ¿podemos definir qué es la vida?
El fenómeno que denominamos Vida no puede definirse de forma simple con una
sola frase. Sin embargo, cualquier persona percibe que un perro, un insecto o una
planta están vivos, mientras que una roca no lo está. A lo largo de la historia se ha
discutido qué significa estar vivo. En la actualidad se acepta que los sistemas vivos
obedecen a las leyes de la química y la física.
A pesar de la gran diversidad de formas y tamaños observados en los seres vivos,
los organismos que habitan este planeta comparten una serie de características que
los distinguen de los objetos inanimados. Estas características son las siguientes:
Organización, Metabolismo, Crecimiento y Desarrollo, Homeostasis, Irritabilidad,
Reproducción, Adaptación y Evolución.
Organización: Los seres vivos tienen una organización muy precisa, tal como lo
expresa la Teoría Celular (uno de los conceptos unificadores de la biología) la
unidad estructural de todos los organismos es la célula.
La célula en sí tiene una organización específica, todas tienen tamaño y formas
características por las cuales pueden ser reconocidas. Algunos organismos son
unicelulares y otros multicelulares.
Metabolismo: Los seres vivos son sistemas semiabiertos que necesitan de
materia y energía para su funcionamiento. El conjunto de reacciones físico-
químicas que ocurren en el organismo reciben el nombre de metabolismo y
comprende reacciones anabólicas y catabólicas.
Las reacciones anabólicas o anabolismo, son las que combinan sustancias
sencillas para formar otras más complejas almacenando energía química,
produciendo nuevos materiales y permitiendo el crecimiento. En cambio, si las
reacciones degradan sustancias complejas en otras más simples liberando
energía en el proceso, reciben el nombre de reacciones catabólicas o
catabolismo.
Crecimiento y Desarrollo: En algún momento de su ciclo de vida todos los
organismos crecen, este crecimiento se da por aumento del tamaño celular
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(hipertrofia), del número de células (hiperplasia), o de ambos procesos. Además
del crecimiento, los organismos multicelulares pasan por un proceso más
complicado de diferenciación y organogénesis llamado desarrollo.
El crecimiento puede durar toda la vida del organismo, como en los árboles, o
restringirse a cierta etapa y hasta cierto tamaño, como en la mayoría de los
animales. En todos los casos, el crecimiento comprende la conversión de
materiales adquiridos del medio, en moléculas orgánicas específicas del cuerpo
del organismo que las captó.
El desarrollo incluye todos los cambios que ocurren durante la vida de un
organismo, el ser humano sin ir más lejos se inicia como un óvulo fecundado.
Homeostasis: Para mantenerse vivos y funcionar correctamente los organismos
vivos deben mantener la constancia del medio interno de su cuerpo, es decir su
temperatura, pH, concentración de electrolitos, etc., este conjunto de procesos
se denomina homeostasis.
Irritabilidad: Todos los organismos son capaces de responder ante estímulos.
Los estímulos pueden ser químicos (pH, presencia de determinadas sustancias,
etc.), físicos (luz, temperatura) o mecánicos (presión). La respuesta al estímulo
puede ser de muy variada naturaleza, e involucrar a todo el organismo o un
órgano, o unas pocas células, o activar una determinada reacción química dentro
de una organela celular.
A nivel órgano, la excesiva luz frente a los ojos producirá, como respuesta
inmediata refleja, que la pupila se contraiga, cerrándose a un nivel máximo
posible para evitar que la luz dañe a la estructura interna del ojo y permitiendo
un mejor enfoque de la imagen. En caso contrario, en el que la cantidad de luz
del ambiente no fuera suficiente para formar la imagen visual, la pupila se
dilatará.
Lo que causa la piel de gallina es la contracción de unos músculos diminutos
llamados arrectorespilorum que están en la base de cada vello. En los humanos,
y en otros animales mamíferos, esta característica se presenta como una
reacción a diversos estímulos como ser el frío, y, exclusivamente en humanos,
frente a emociones fuertes. En los demás mamíferos más peludos sirve también
para hacer que el pelaje sea más tupido, como una respuesta protectora del frío.
Reproducción: Los seres vivos son capaces de multiplicarse y dejar
descendencia.
Esta característica en algunos casos parece no cumplirse, por ejemplo, las
hormigas obreras generalmente no se reproducen, sin embargo, según los
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postulados de la teoría celular que establece que todos los seres vivos están
formados por células y que todo célula procede de otra pre-existente, es fácil ver
que esta propiedad también está presente en estos casos.
La reproducción celular ocurre en los eucariontes por mitosis o meiosis,
permitiendo así que una célula origine nuevas células. En el caso del ser humano
por mitosis se originan las células somáticas que permiten el crecimiento y
reparación de tejidos dañados, mientras que por meiosis se originan las gametas
(células sexuales).
Adaptación y Evolución: Las diferentes especies, gracias al proceso de selección
natural, pueden adaptarse a los cambios del ambiente en el que viven y
evolucionar. Este es un proceso lento que se da a lo largo de las generaciones,
por eso decimos que son procesos que ocurren en las poblaciones, no en los
individuos.
La Biología es la ciencia que estudia la vida, y como toda ciencia presenta sus
divisiones para lograr la comprensión de tal complejidad.
INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA EN BIOLOGÍA
La Biología utiliza dos procesos esenciales de la investigación científica: la ciencia
del descubrimiento y la ciencia basada en hipótesis.
Ciencia del Descubrimiento ó Ciencia Descriptiva: Consiste en su
mayor parte en la descripción de la naturaleza. Describe las
estructuras y los procesos de la naturaleza con la mayor exactitud
posible por medio de la observación cuidadosa y el análisis de los
datos.
Por ejemplo, este tipo de ciencia construyó de forma gradual nuestra
comprensión de la estructura celular, y expandió nuestras bases de
datos de los genomas de diversas especies.
Ciencia basada en Hipótesis: Intenta, en general, la explicación de la
naturaleza. Una hipótesis científica establece predicciones que pueden
ponerse a prueba registrando observaciones adicionales o mediante el
diseño de experimentos. Un tipo de lógica denominada deducción está
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incorporada a la ciencia basada en hipótesis. En este tipo de
razonamiento, a partir de las premisas generales extrapolamos los
resultados específicos que deberíamos esperar si las premisas fueran
ciertas.
Por ejemplo, si todos los seres vivos están formados por células (premisa
1), y los seres humanos son organismos (premisa 2), los seres humanos
están constituidos por células (predicción deductiva sobre un caso
específico).
Una hipótesis adquiere credibilidad porque sobrevive a muchos intentos
de refutarla mientras que, al mismo tiempo, las pruebas experimentales
van eliminando (refutando) las hipótesis alternativas.
Aunque podamos hacer esta clasificación en relación a la investigación, la mayoría
de las preguntas científicas combinan ambos enfoques de investigación.
En la actualidad, la Biología Moderna es tan importante como inspiradora. Los
avances en la investigación de Genética y Biología Molecular están transformando
la Medicina y la Agricultura. La Biología Molecular está brindando nuevas
herramientas para campos tan diversos como la Antropología y la Criminología. Las
Neurociencias y la Biología Evolutiva están dando una nueva forma a la Psicología
y la Sociología. Los nuevos modelos de la Ecología contribuyen a que las
sociedades evalúen aspectos ambientales, como por ejemplo, las causas y las
consecuencias biológicas del calentamiento global.
FUENTES DE INFORMACIÓN SUGERIDA
BUNGE, M. “LA CIENCIA SU MÉTODO Y SU FILOSOFÍA”. EDICIONES SIGLO VEINTE. BS. AS.
KLIMOVSKY, GREGORIO. “LAS DESVENTURAS DEL CONOCIMIENTO CIENTÍFICO”. ED. A.Z.
ASTI VERA, ARMANDO. “METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN”. ED. KAPELUSZ S.A. 5º
EDICIÓN. BS. AS.
BUNGE, M. (1999)“DICCIONARIO DE FILOSOFÍA”. EDICIONES SIGLO VEINTE. BS. AS.
CURTIS, H. Y BARNES, N. S. (2013). “CURTIS BIOLOGÍA”. 7° ED. MÉDICA PANAMERICANA S.A.
BS.AS.
PURVES, W.K.; ET AL. (2012). “VIDA. LA CIENCIA DE LA BIOLOGÍA”. 8° ED. EDITORIAL MÉDICA
PANAMERICANA S.A. BS. AS.
DE ROBERTIS, R ; ET AL. (2012). ”BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR”. 15º ED. EDITORIAL EL
ATENEO.
ALBERTS, B., ET AL. (2011). “INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA CELULAR”. 3° ED. EDITORIAL
MÉDICA PANAMERICANA S.A.
SADAVA, D. (2009). “VIDA. LA CIENCIA DE LA BIOLOGÍA”. EDITORIAL MÉDICA PANAMERICANA
S.A. BS. AS.
CURTIS H., BARNES, N. (2008). BIOLOGÍA. 7ª EDICIÓN. PANAMERICANA: BS.AS.
CURTIS H. Y OTROS. (2006). INVITACION A LA BIOLOGÍA.6ª EDICIÓN. PANAMERICANA: BS.AS.
SOLOMON EP, BERG LR & MARTÍN DW. (2001). BIOLOGÍA. 4ª EDICIÓN. MCGRAW-HILL
INTERAMERICANA: MÉXICO.
ACTIVIDADES
Conformar grupos de trabajo de hasta diez integrantes.
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En base a lo trabajado en clase deberán:
1. Realizar la lectura del módulo y las notas de clase. Aplicar las técnicas de
estudio para organizar la información.
2. Elegir dos características de la Biología que la definen como ciencia y
explicarlas.
3. Marcar la/s opción/es correcta/s en relación al conocimiento científico.
El conocimiento científico es verificable porque explica
fenómenos, establece relaciones entre los hechos y enuncia
leyes.
El conocimiento científico es verificable porque las
explicaciones pueden ser perdurables en el tiempo.
El conocimiento científico es verificable porque está
formado por un conjunto de ideas lógicamente ordenadas y
relacionadas entre sí.
El conocimiento científico es verificable porque puede ser
confrontado con la realidad.
Todas las afirmaciones son correctas.
Ninguna afirmación es correcta.
4. Responder:
a. ¿Qué características presenta la Investigación Científica en
Biología?
b. ¿Por qué resulta importante en ciencia diseñar y realizar ensayos
capaces de falsear una hipótesis?
5.
6. Analizar el siguiente esquema y escribir un breve texto explicativo.
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7. Establecer a través de un cuadro comparativo dos diferencias entre las
características de la materia inanimada y los seres vivos.
8. Elaborar un mapa o red conceptual cuyo término principal sea BIOLOGÍA.
Para ello deberán elegir 15 palabras significativas y utilizarlas en la
construcción.
Puesta en común de las actividades trabajadas.
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MÓDULO II:
NIVELES DE ORGANIZACIÓN
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA VIDA
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Podemos dividir el estudio de la vida en diferentes niveles de organización biológica.
Imaginemos que nos acercamos paulatinamente desde el espacio para observar
cada vez más cerca y con mayor detalle la vida en la Tierra. Nuestro destino es un
Bosque Higrófilo de la provincia de Corrientes (Argentina), donde utilizaremos
microscopios y otros instrumentos para examinar una hoja de Lapacho
(Handroanthus heptaphyllus) hasta aproximarnos al nivel molecular.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN:
NIVEL ATÓMICO: Es el nivel más pequeño que existe, ya que está
conformado por átomos, por ejemplo los Bioelementos u Oligoelementos.
NIVEL MOLECULAR: Está constituido por los virus, que son los seres más
simples, cuya estructura está formada por Moléculas Orgánicas, no organizadas
como en una célula.
NIVEL ACELULAR O PROTOPLASMÁTICO: Son los organismos unicelulares
procariontes y eucariontes. Es el nivel más sencillo de organización de un
organismo, que lleva una vida totalmente independiente. Es el nivel propio de
los seres formados por una membrana que contiene en su interior una masa de
protoplasma. Dentro del protoplasma hay cuerpos especializados llamados
ORGANELOS: Cada uno cumple con una función determinada, es decir que
existe una división de trabajo, pero cada organelo celular actúa
coordinadamente con los demás. Son ejemplos las Moneras y los Protistas.
NIVEL CELULAR: Son aquellos seres vivos pluricelulares. Las células se
agrupan y se reparten las funciones entre ellas, conservando su independencia,
por ejemplo los líquenes, algas, musgos, hongos y esponjas.
NIVEL TISULAR: Las células se agrupan con otras iguales a ellas y forman
grupos llamados tejidos. Las actividades están distribuídas entre los distintos
tejidos. Cada tejido va cumpliendo con su función en el momento que le
corresponde, son ejemplos los Cnidarios (hidra de agua dulce).
NIVEL DE ÓRGANOS: Un órgano está constituído por capas de tejidos que se
reúnen para cumplir una función determinada, por ejemplo el estómago es una
parte diferenciada del cuerpo en donde se cumple la función de la digestión de
ciertos alimentos; para cumplir esa función colaboran tejidos que segregan jugos
digestivos; tejidos que cubren externa e internamente al estómago y tejidos
musculares que le permiten realizar los movimientos para que mezclen y
desmenucen los alimentos. Hay órganos que se encargan de digerir, excretar,
reproducir, etc. por ejemplo los Platelmintos (Tenia saginata).
NIVEL DE SISTEMAS DE ÓRGANOS: En ellos, los órganos se asocian
cumpliendo funciones conjuntas y forman aparatos o sistemas. Cada órgano
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contribuye con una parte del trabajo que le corresponde realizar al Sistema de
órganos al cual pertenece, por ejemplo el Aparato Digestivo, Circulatorio,
Excretor, Nervioso, Reproductor, etc. A este nivel pertenecen los Invertebrados
Superiores: Artrópodos, Moluscos, Equinodermos, Anélidos y todos los
Vertebrados: Peces, Anfibios, Reptiles, Aves y Mamíferos. Entre los vegetales:
las plantas Superiores (plantas con flores) y los Helechos.
INDIVIDUO: Es un ser único e indivisible.
POBLACIÓN: Conjunto de individuos de la misma especie.
COMUNIDAD: Conjunto de poblaciones de diferentes especies.
BIOCENOSIS: Conjunto de Comunidades que conforman el planeta.
ECOSISTEMA: Conjunto de seres bióticos y abióticos que se relacionan entre
sí y con el medio que los rodea.
BIÓSFERA: Formado por todos los biomas y el espacio exterior.
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MÓDULO III
BIOLOGÍA CELULAR
BIOLOGÍA CELULAR
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