Reproducción humana - Universidad Grupo CEDIP
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PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 1 PROGRAMA BIOLOGÍA I DIVISION CIENCIAS NATURALES REQUISITO ACADEMICO NINGUNO PLAN DE ESTUDIOS SEMESTRAL MATERIA PREPARATORIA MATERIA CONSECUENTE BIOLOGÍA II SEMESTRE CLAVE 1º MATERIA BIO II HRS. FECHA DE ELABORACION TOTAL HORAS PRACTICAS FEBRERO 2013 60 1 ELABORADO POR: LA ACADEMIA DE MAESTROS DE LA UNIVERSIDAD GRUPO CEDIP. CONSULTAS ASESOR I.Q ROBERTO COLLAZO ORTIZ BIOLOGIA H/SEM. H/TEORIA 3 3 H/LAB. H /TALLER Vv CR ED ITOS FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO 6 ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 2 El programa de Biología II está conformado por los siguientes seis bloques: Unidad I: Identifica los tipos de reproducción celular y de los organismos. Unidad II: Reconoce y aplica los principios de la herencia. Unidad III: Valora las principales aportaciones de la biotecnología. Unidad IV: Describe los principios de la evolución y los relaciona con la biodiversidad de las especies. Unidad V: Conoce los principios estructurales y funcionales de los seres humanos. Unidad VI: Reconoce a las plantas como organismos complejos de gran importancia los seres vivos. Los bloques se plantean en términos de conocimientos, habilidades, actitudes, indicadores de desempeño y evidencias de evaluación, con el objeto de facilitar el desempeño integral en la formulación y/o resolución de situaciones o problemas, e ir observando el desarrollo gradual de las competencias en el estudiante. En el primer bloque de este programa el alumno reconoce los mecanismos de reproducción de los organismos, el cual permite la existencia y continuidad de las especies, ya sea que se trate de organismos unicelulares o pluricelulares; en el segundo bloque utiliza las leyes de la herencia para resolver planteamientos acerca de la forma en que se transmiten las características que poseen los seres vivos a sus descendientes; en el tercer bloque revisa los beneficios y posibles consecuencias del uso de la biotecnología desde la antigüedad hasta nuestros días; el cuarto bloque aborda los principios evolutivos planteados por Darwin y los relaciona con los avances en genética, valorando la biodiversidad presente en nuestro planeta; en el quinto bloque se invita al estudiante a conocer su cuerpo, desde el punto de vista estructural y funcional, por último, el sexto bloque permite al alumno obtener la información básica acerca de las plantas y la importancia que éstas representan para todos los seres vivos. A continuación se enlistan las competencias genéricas: Identificaremos los diferentes tipos de reproducción celular y de los organismos, conoceremos los principios de la Herencia, valoraremos las aportaciones de la Biotecnología, describiremos los principios de la Evolución Biológica, Ubicaremos los principios estructurales y funcionales de los seres vivos y Reconoceremos a las plantas como organismos complejos de gran importancia para los seres Humanos. OBJETIVO GENERAL UNIDAD I DENTIFICA LOS TIPOS DE REPRODUCCIÓN CELULAR Y DE LOS ORGANISMOS, PROCESOS QUE PERMITEN PERPETUAR LA VIDA. Al final de la unidad el alumno; Identificaremos los diferentes tipos de reproducción celular y de los organismos, conoceremos los principios de la Herencia, valoraremos las aportaciones de la Biotecnología, describiremos los principios de la Evolución Biológica, ubicaremos los principios estructurales y funcionales de FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 3 los seres vivos y reconoceremos a las plantas como organismos complejos de gran importancia para los seres Humanos. La reproducción es un proceso biológico que permite la creación de nuevosorganismos, siendo una característica común de todas las formas de vida conocidas. Las modalidades básicas de reproducción se agrupan en dos tipos, que reciben los nombres de asexual o vegetativa y de sexual o generativa. La reproducción es una de las funciones esenciales de los seres vivos, que asegura la supervivencia de los organismos a lo largo del tiempo, dando lugar a nuevos individuos semejantes a ellos mismos. Mediante la reproducción un organismo origina una célula o un grupo de células, que tras un proceso de desarrollo, da origen a un nuevo organismo de la misma especie, posibilitando la supervivencia de la misma. Existen dos modalidades de reproducción: La reproducción asexual. La reproducción sexual. Observar la actividad interactiva en : http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/2esobiologia/2quincena10/index_2quincena10.htm Autoperpetuación Una de las características fundamentales de los seres vivos es la capacidad de autoconstruirse; la otra, es la de autoperpetuarse, es decir, la de producir seres semejantes a ellos. Las estrategias y estructuras que emplean los seres vivos para cumplir con la función de reproducción son diversas. Así, es posible encontrar especies con reproducción sexual que producen una enorme cantidad de huevos, como la mayoría de los peces, con el fin de asegurarse de que algunos lleguen a adultos. Otras especies, como el albatros la patagónia o la ballena franca del sur, generan una única cría por cada etapa reproductiva, a la que cuidan intensamente por largos períodos de tiempo, esto disminuye las posibilidades de muerte y aumenta las probabilidades de continuidad de la especie. Ciertos peces, como los meros tropicales, cambian de sexo rápidamente; pueden comportarse como machos fecundando los huevos de las hembras o como hembras depositando huevos para que otro macho los fecunde. Muchas plantas, además de reproducirse sexualmente, se reproducen asexualmente mediante brotes, tallos rastreros, raíces subterráneas, etc. Algunos organismos pueden regenerar partes perdidas del cuerpo, como las estrellas de mar, y otros se dividen asexualmente numerosas veces originando una gran cantidad de descendientes. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 4 Tipos de reproducción 1.- Meiosis; 2.- Mitosis; 3.- Proceso sexual (recombinación). A.- La meiosis conduce a la formación de esporas (plantas); B.- La meiosis conduce a la formación de gametos (p.ej. enanimales); C.- La meiosis es seguida de inmediato por la formación de un cigoto (p.ej. enhongos). El proceso de la replicación de los seres vivos, llamado reproducción, es una de sus características más importantes. Crea organismos nuevos, que pueden reemplazar a los que se hayan dañado o muerto. Existen dos tipos básicos:1 Reproducción asexual Artículo principal: Reproducción asexual. La reproducción asexual está relacionada con el mecanismo de división mitótica. Se caracteriza por la presencia de un único progenitor, el que en parte o en su totalidad se divide y origina uno o más individuos con idéntica información genética. En este tipo de reproducción no intervienen células sexuales o gametos, y casi no existen diferencias entre los progenitores y sus descendientes, las ocasionales diferencias son causadas por mutaciones.2 En la reproducción asexual un solo organismo es capaz de originar otros individuos nuevos, que son copias exactas del progenitor desde el punto de vista genético. Un claro ejemplo de reproducción asexual es la división de las bacterias en dos células hijas, que son genéticamente idénticas. En general, es la formación de un nuevo individuo a partir de células maternas, sin que exista meiosis, formación de gametos o fecundación. No hay, por lo tanto, intercambio de material genético (ADN). El ser vivo progenitado respeta las características y cualidades de sus progenitores. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 5 Reproducción sexual Artículo principal: Reproducción sexual. En la reproducción sexual la información genética de los descendientes está conformada por el aporte genético de ambos progenitores mediante la fusión de las células sexuales o gametos; es decir, la reproducción sexual es fuente de variabilidad genética. La reproducción sexual requiere la intervención de un cromosoma, genera tanto gametos masculinos como femeninos o dos individuos, siendo de sexos diferentes, o también hermafroditas. Los descendientes producidos como resultado de este proceso biológico, serán fruto de la combinación del ADN de ambos progenitores y, por tanto, serán genéticamente distintos a ellos. Esta forma de reproducción es la más frecuente en los organismos complejos. En este tipo de reproducción participan dos células haploides originadas por meiosis, los gametos, que se unirán durante la fecundación. Reproducción humana Esta clase de reproducción se da entre dos individuos de distinto sexo (hombre y mujer). La reproducción humana emplea la fecundación interna y su éxito depende de la acción coordinada de las hormonas, el sistema nervioso y el sistema reproductivo. Las gónadasson los órganos sexuales que producen los gametos. Las gónadas masculinas son los testículos, que producen espermatozoides yhormonas sexuales masculinas. Las gónadas femeninas son los ovarios, producen óvulos y hormonas sexuales femeninas. El ser humano presenta sexos separados, por lo tanto es dioico. Además es unmamífero, vivíparo, y presenta fecundación interna. El aparato reproductor masculino está formado por: Testículos Epidídimo FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 6 Conductos deferentes Vesículas seminales Próstata Pene El aparato reproductor femenino está formado por: Vulva Vagina Cérvix Útero Endometrio Trompas de Falopio Ovarios Después de la fecundación del huevo u óvulo, llamado en ese momento cigoto se presenta una serie de divisiones mitóticas, en el llamado desarrollo embrionario, culminando con la formación del embrión. El embrión presenta tres capas germinales, llamadas ectodermo, endodermo y mesodermo de las cuales se originarán los distintos órganos del cuerpo. Actividad, Investiga lo que significa “reproduccion” en forma general. ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ______________________________ Investiga porque los vertebrados no se reprocucen asexualmente. acude a ; ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 7 http://www.ojocientifico.com/4115/por-que-los-vertebrados-no-se-reproducen-asexualmente Resultado de la actividad.___________ Evaluacion de la Unidad Que otro nombre recibe la reproduccion sexual y asexual? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Explica el proceso de desarrollo de la reproduccion? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Nombra dos especies que generan una cria por cada etapa de reproduccion. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Que tipo de especies puede rapidamente cambiar de sexo? Explica brevemente el significado de micosis y de Meiosis Resultados de la Evaluacion:_____________ UNIDAD II. Los temas relacionados con la unidad son: Concepto de ADN, gen y cromosoma Las leyes de Mendel Características genéticas (Fenotipo, Genotipo, Homocigoto, Heterocigoto, Dominante, Recesivo, Alelo, Locus) FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 8 Variaciones genéticas (Dominancia incompleta, Codominancia, Alelos múltiples) Teoría de Sutton y Morgan Anomalías humanas ligadas a los cromosomas sexuales (hemofilia, albinismo, daltonismo, entre otras) ANOMALÍAS HUMANAS; ENFERMEDADES ASOCIADAS A GENES RECESIVOS El albinismo es un caso de herencia Mendeliana. Los individuos homocigotos recesivos (aa) no fabrican melanina y por lo tanto tiene su cara, cabello, y ojos que son blancos o amarillos. Los padres heterocigotos con pigmentación normal (Aa), producen dos tipos de gametos: A o a. De la cruza de dos heterocigotos 1 de 4 hijos puede resultar albino. La fenilcetonuria (PKU) es un desorden hereditario recesivo en los que el individuo sufre por su incapacidad para transformar el aminoácido fenilalanina en tiroxina. Los individuos homocigotos recesivos para este alelo tienen un exceso de fenilalanina y productos de su metabolismo en sangre y en la orina. Estos metabolitos pueden ser dañinos para el sistema nervioso que se está desarrollando y producen retardo mental. Uno de cada 15.000 recién nacidos sufre este problema.Los síntomas principales son el deterioro mental progresivo acompañado de irritabilidad, vómitos y convulsiones. Los enfermos de PKU se someten a dietas restringidas en fenilalanina, suficiente para las necesidades metabólicas pero no para producir intermediarios dañinos.enfermedad de Tay-Sachs es autosómica y recesiva, su evolución lleva a la degeneración del. Cuando son genes situados en el segmento diferencial, el comportamiento será distinto que en genes normales. Se denomina herencia ligada al sexo, a la transmisión de los genes situados en los segmentos diferenciales de los cromosomas sexuales. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS o Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 9 El daltonismo o ceguera a los colores aflige al 8% de los hombres y al 0,04 % de las mujeres. La percepción del color depende de tres genes, cada uno de los cuales producen compuestos sensibles a diferentes partes del espectro visible. Los genes para la detección del rojo y el verde se encuentran en el cromosoma X. La detección del azul es autosómica. RECONOCES Y APLICAS LOS PRINCIPIOS DE LA HERENCIA. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 10 En el presente bloque se aborda las principales aportaciones de Mendel en el campo de la genética; además de algunas de las características de los individuos contenidos en sus genes. A Mendel se le deben las bases de la genética moderna, formuló leyes de la herencia que son el principio legado que explica las características hereditarias de los individuos, ya que con ella se puede determinar las principales variaciones de las características genéticas. Mendel agrupo y publico sus conocimientos en dos leyes: (1866) PRIMERA LEY DE MENDEL:Dice que al cruzar dos individuos de raza pura cada uno tiene un par de factores para cada característica y los tipos originales se separan durante la formación de los gametos. A este proiceso se le conoce como principio de segregación. SEGUNDA LEY DE MENDEL: afirma que al cruzar dos o más pares de caracteres distintos, FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 11 éstos se segregan independientemente unos de otros. A este principio se le denomina de distribución independiente. TEORÍA CROMOSÓMICA: (1900) establece que los genes se localizan en los cromosomas, y el comportamiento de estos últimos en la meiosis y la fecundación explican los patrones de la herencia. El ambiente tiene efectos en todos los seres vivos así como también los hábitos propios de este. Esto es la base a lo que se a llamado la variación de las especies como base de la evolución. La evolución es un proceso por el que la variación dentro de las especies se transforma en variación entre especies. Ahora bien, la magnitud de la variación genética que existe en una especie viene determinada por su historia evolutiva, en donde la selección natural y la deriva genética son las fuerzas moduladoras de dicha variación. La importancia relativa de ambos factores en el mantenimiento de la variación dentro y entre poblaciones es una cuestión todavía no resuelta. http://www.monografias.com/trabajos10/heram/heram.shtml#ixzz2Kvy3njun Actividad; Investiga cuales sobre Mendel y sus aportaciones; ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ______________________________ FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 12 Investiga la bibliografia de Mendel. ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ______________________________ http://www.biografiasyvidas.com/biografia/m/mendel.htm Califiaccion de las actividades_____________ Evaluacion de la Unidad II Da una explicacion de lo que entiendes por la primera ley de Mendel. ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ Da una explicacion de la segunda Ley de Mendel. ___________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ________________ En que consiste la herencia Mendeliana? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Resultados de la Evaluacion.____________________ UNIDAD III VALORAS LAS APORTACIONES MÁS RELEVANTES DE LA BIOTECNOLOGÍA Los temas relacionados con la unidad son: FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 13 Concepto de Biotecnología Aplicaciones de la Biotecnología en la época antigua y moderna Fundamentos de la técnica del ADN recombinante y su utilización en la Ingeniería genética Beneficios de la biotecnología en diferentes campos Hay una serie de proyectos, tanto públicos como privados, que procuran aportar a nuevos cauces de la biotecnología, ciencia de una formidable capacidad transformadora de la sociedad. En un sentido general, esta nueva rama de la ciencia dio sus primeros pasos en la mitad del siglo XIX, cuando el monje Gregorio Mendel descubrió el comportamiento genético de las plantas del convento donde vivía y dio lugar así a la famosa ley de Mendel. Continuas investigaciones, bien entrado el siglo XX, permitieron obtener cultivos y animales híbridos que incorporaron productividades antes desconocidas. Maíces, aves y cerdos híbridos, entre otros, fueron protagonistas de una etapa que no ha dejado hasta ahora de mejorar rendimientos físicos y económicos en variadas actividades. Ahora, a partir del gran descubrimiento del ADN, el código genético de las especies, se va desentrañando el hasta ahora misterioso comportamiento del universo viviente. Los mapas genéticos de las especies permiten introducir modificaciones aplicables a las más variadas expresiones de la naturaleza y la vida humana. La medicina capta diversas expresiones de esta nueva ciencia, entre las cuales se pueden mencionar los anticuerpos monoclonales, el descubrimiento que dio el premio Nobel a César Milstein, aplicado a la cura de ciertas formas de cáncer o también a la medicina legal, por ejemplo, para desentrañar casos de paternidad e identidad. Entre nosotros, está el llamado "tambo farmacéutico", con vacunos clonados y destinados a la producción de leche de la cual se extrae una hormona que resuelve problemas de crecimiento humano deficitario. La producción del agro tiene expresiones notables en los cultivos transgénicos, entre los que se cuentan la soja, el maíz, el arroz, la colza, el algodón, el girasol y otros, a los que se irán agregando cientos de casos aplicados a la obtención de cultivos resistentes a enfermedades y plagas, o de una composición alimenticia enriquecida. Nuestro país es uno de los líderes en la aplicación de esta nueva ciencia a los cultivos agrícolas. Por ello, la biotecnología puede, y en todo caso debería, transformarse en protagonista de la carrera tecnológica desatada para obtener grandes frutos. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 14 Expresión de valiosos propósitos es la asociación concretada entre Bioceres, una sociedad integrada por un centenar de empresas rurales, y Biosidus, un grupo investigador de comprobada idoneidad. La sociedad está levantando su centro de investigaciones en Rosario, donde se continuarán e incrementarán proyectos del grupo, destinados a la obtención de nuevas aplicaciones agrícolas. En el orden estatal, acaba de ingresar en el Congreso de la Nación un proyecto de ley de promoción de la biotecnología moderna, que contempla una serie de beneficios impositivos. Se crearía, a la vez, un fondo destinado a aportes de capital inicial para nuevos emprendimientos. La ley establece un plazo de duración de 15 años, en reconocimiento de los extensos tiempos requeridos por la investigación y aprobación de los frutos obtenidos. El proyecto, sin perjuicio de su mejor estudio en el Congreso y en los sectores especializados, ha merecido buenos comentarios. Otra rama de los programas por realizar consiste en la asociación de nuestro Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) con Embrapa, el instituto de investigación agraria de Brasil. Areas de interés común, que son muchas, y la magnitud de los esfuerzos requeridos aconsejan este tipo de asociaciones. El mundo en general y principalmente las naciones desarrolladas están invirtiendo enormes recursos en la nueva ciencia, que nos llega acompañada de patentes y regalías. Si bien su desarrollo aquí no ha de resolver la diferencia existente, representará un aporte inestimable al progreso y el bienestar general. . http://www.lanacion.com.ar/737487-grandes-aportes-de-la-biotecnologia La ingeniería genética es una técnica que consiste en la introducción de genes en el genoma de un individuo que carece de ellos. Se realiza a través de las enzimas de restricción que son capaces de "cortar" el ADN en puntos concretos. Se denomina ADN recombinante al que se ha formado al intercalar un segmento de ADN extraño un un ADN receptor. Por ejemplo, la integración de un ADN vírico en un ADN celular. La ingeniería genética incluye un conjunto de técnicas biotecnológicas, entre las que destacan: La tecnología del ADN recombinante: con la que es posible aislar y manipular un fragmento de ADN de un organismo para introducirlo en otro. La secuenciación del ADN: Técnica que permite saber el orden o secuencia de los nucleótidos que forman parte de un gen. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 15 La reacción en cadena de la polimerasa (PCR): con la que se consigue aumentar el número de copias de un fragmento determinado de ADN, por lo tanto, con una mínima cantidad de muestra de ADN, se puede conseguir toda la que se necesite para un determinado estudio. las aplicaciones de la ingeniería genética: Son numerosas las aplicaciones prácticas y comerciales de la ingeniería genética. Se abre un campo que nos ofrece además la posibilidad de utilizar plantas y animales transgénicos así como microorganismos modificados genéticamente para producir fármacos u otros productos de utilidad para el hombre,entre los que se pueden citar: la insulina humana, lahormona del crecimiento,interferones, la obtención de nuevas vacunas o la clonación de animales. Una puerta abierta que no nos debe hacer olvidar el impacto perjudicial que un uso inadecuado podría provocar en el ser humano y en el propio planeta. La ingeniería genética puede definirse como un conjunto de técnicas, nacidas de la Biología molecular, que permiten manipular el genoma de un ser vivo. Esta tecnología nos permite obtener fragmentos de ADN en cantidades ilimitadas, que llevará además el gen o los genes que se desee. Este ADN puede incorporarse a las células de otros organismos (vegetales, animales, bacterias...) en los que se podrá "expresar" la información de dichos genes. (De una manera muy simple podemos decir que "cortamos" un gen humano y se lo "pegamos" al ADN de una bacteria; si por ejemplo es el gen que regula la fabricación de insulina, lo que haríamos al ponérselo a una bacteria es "obligar" a ésta a que fabrique la insulina. Por lo tanto en la tecnología del ADN recombinante podemos diferenciar cuatro etapas básicas: Corte específico del ADN en fragmentos pequeños y manejables mediante la utilización de un tipo de enzimas conocidas comoenzimas de restricción que pueden considerarse como las "tijeras moleculares". Estas enzimas se aislaron en bacterias y se identifican con distintos nombres, siendo lo característico de ellas estos dos principios: Cada enzima de restricción reconoce una secuencia específica de nucleótidos y corta en ese punto cada una de las cadenas de ADN. Los extremos libres que quedan se llaman extremos pegajosos, porque pueden unirse a otros fragmentos de ADN que hayan sido cortados por la misma enzima de restricción. En los siguientes dibujos puede verse como actuarían estas enzimas. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 16 En este esquema se indica el lugar en el que corta la enzima de restricción. Se aprecia la actuación en ambas hebras. En este esquema se ve el resultado de la actuación de la enzima de restricción. Ha quedado rota la molécula de ADN, quedando unos bordes pegajosos por donde puede unirse este ADN, con otro aunque sea de una especie diferente. Los beneficios de la biotecnología Desde que Rachel Carson publicó su libro Silent Spring, los ambientalistas han advertido sobre el advenimiento lento pero expansivo de una catástrofe ecológica provocada por los químicos liberados por la humanidad al medio ambiente, particularmente por el uso de insecticidas, herbicidas y fertilizantes. A pesar de que el mal uso de químicos agrícolas puede tener impactos negativos sobre el medio ambiente, se ha comprobado que los temores de que estos químicos pueden provocar una catástrofe no tienen fundamento. Aún más importante es el hecho de que cualquier intento por descontinuar el uso de estos químicos hubiese requerido el sacrificio de tremendas ganancias de productividad y la incorporación de nuevas tierras a la agricultura. ¿Qué pasaría si los mismos beneficios se pudieran obtener sin depender tanto en los químicos? Hoy, una nueva revolución en la protección de cosechas está forjándose, y está ayudando a los agricultores en su combate contra pestes y patógenos, a la vez que está reduciendo la dependencia de la humanidad sobre los químicos agrícolas. La biotecnología ha progresado FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 17 muchísimo en la transferencia de características útiles de un organismo a otro, permitiendo que las plantas se protejan mejor a sí mismas de insectos, malas hierbas y enfermedades. Los beneficios han sido tan grandes que los agricultores han hecho que las semillas diseñadas biológicamente sean la tecnología agrícola adoptada más rápidamente en la historia. Para el 2002, tan sólo siete años después de su introducción al mercado, unos 5.5 millones de agricultores en más de una docena de países han plantado más de 145 millones de hectáreas con cosechas alteradas biológicamente, o transgénicas. Ese año, el 34% del maíz, 71% del algodón y el 75% de los frijoles de soya cultivados en Estados Unidos fueron variedades transgénicas. Esta clase de maíz, algodón y soya han incrementado los rendimientos, reducido el uso de químicos agrícolas y han ahorrado tiempo, recursos y dinero a los cultivadores. El incremento de la productividad hecho posible por estos avances ha permitido que los agricultores cultiven mucho más alimento y fibra en menos tierra, y cada uno de esos beneficios ayuda a atenuar la huella ecológica de la agricultura. Riesgo Sin embargo, la introducción al mercado de variedades transgénicas no ha sido recibida sin controversia. Algunos críticos han sugerido que la modificación del ADN recombinado podría hacer que los alimentos ya no sean aptos para el consumo humano, pero la mayor parte de la preocupación ha girado en torno a los efectos de la biotecnología sobre el medio ambiente. Por ejemplo, los ambientalistas han dicho que estas nuevas variedades podrían dañar la biodiversidad al matar a insectos beneficiosos y a otros organismos vivientes, o al convertirse en hierbas invasoras. Estos argumentos han sido usados como justificación para incrementar la regulación de la biotecnología en Estados Unidos y en el extranjero. Aunque no se puede afirmar que las cosechas modificadas no presentan riesgos al medio ambiente, es importante que esos riesgos sean puestos en perspectiva. La amenaza que presenta cualquier planta—alterada biológicamente, cultivada convencionalmente, o silvestre—tiene que ver sólo con las características que expresa. El riesgo nada tiene que ver con cómo la planta ha sido modificada. Un sinnúmero de asociaciones científicas incluyendo la American Medical Association, la National Academy of Sciences, y otras, han concluido que las técnicas de partición de genes son incluso más seguras que los métodos tradicionales de cultivo, puesto que los productores saben exactamente qué genes han sido agregados a las plantas y qué funciones cumplen éstos. Por lo tanto es menos probable que las variedades transgénicas presenten riesgos. Los críticos de la biotecnología, sin embargo, usan historias de terror fuera de contexto para promover regulaciones que abarquen todo el espectro, sin tomar en cuenta el nivel de riesgo que presentan variedades individuales. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 18 Beneficios Haciendo el riesgo a un lado, ningún estudio sobre la biotecnología estaría completo sin también considerar los beneficios que pueden brindar dichas cosechas. Después de todo, si el objetivo de la regulación es mejorar la salud ambiental, tenemos que determinar qué beneficios se sacrificarán cuando se atrase el lanzamiento de nuevos productos al mercado o cuando se encarezcan como consecuencia de las regulaciones. Varios beneficios para la salud humana se encuentran en el horizonte de la biotecnología y algunos ya han sido obtenidos; sin embargo, la mayor parte de los beneficios de las cosechas generadas a través de esta ciencia han sido ambientales. De 1996 a la fecha, este tipo de cosechas ha reducido el uso de químicos agrícolas, incluyendo insecticidas y herbicidas. Numerosas variedades, casi listas para el mercado, también ayudarán a reducir el uso de fertilizantes. Otros productos podrían incrementar la productividad agrícola al lograr que las plantas sean más resistentes a enfermedades, cambios de temperatura, e incluso sequías. Por supuesto, varios críticos de la agricultura industrial moderna argumentan que la alternativa entre biotecnología y químicos agrícolas es una falsa dicotomía; dicen que los métodos orgánicos de producción ofrecen una opción más sensible al medio ambiente que los dos sistemas mencionados. Pero la única manera de concluir que la agricultura orgánica es mejor para el medio ambiente es ignorando los costos ambientales impuestos por los métodos orgánicos. Medida por la mayoría de métodos, la agricultura orgánica resulta mucho más dañina que el método tradicional y que la biotecnología. Resistencia a Pestes El uso de químicos agrícolas es una paradoja ambiental. Por un lado, el derrame de estos químicos en pantanos, arroyos, y lagos, así como la mezcla de estos químicos con aguas subterráneas pueden presentar problemas ambientales. Por ejemplo, el uso desmedido de pesticidas químicos puede dañar al biodiversidad en áreas adyacentes a los campos y matar a peces u otros animales, insectos y plantas acuáticas de importancia. El uso desmedido también puede dañar la productividad agrícola al matar a insectos beneficiosos, tales como abejas u otros polinizadores, o insectos que ayuden en el combate contra las pestes en y alrededor de los campos. Pero, por el otro lado, el no usar estos productos resulta en caídas en la productividad, lo cual tiene sus propios impactos ambientales adversos. Se estima que hasta un 40% del potencial de rendimiento en África y Asia, y aproximadamente un 20% en el mundo industrializado se pierde debido a pestes y patógenos a pesar del uso de cantidades copiosas de pesticidas. Un beneficio de la biotecnología agrícola que ya ha sido demostrado es su habilidad de controlar mejor las pestes de insectos, hierbas y patógenos. Entre FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 19 los productos más prominentes de la biotecnología agrícola se encuentran variedades de cultivos resistentes a insectos mascadores. Esa cualidad de resistencia a pestes fue agregada al insertar un gen de la bacteria común Bacillus thuringiensis (Bt) al ADN de las plantas. El Bt produce proteínas que son tóxicas para ciertos insectos pero no para mamíferos, peces, aves, y otros animales, incluyendo a los humanos. Las proteínas bacteriales ocurren de manera natural, y silvicultores así como agricultores orgánicos han cultivado esporas de Bt como un "pesticida natural" durante décadas, lo cual lo convirtió en una opción obvia para la investigación por parte de ingenieros genéticos. Hoy, más de una docena de variedades de algodón y papas con la proteína del Bt han sido comercializadas. Hay que considerar el éxito del maíz Bt comercializado en la protección de plantas de una variedad de pestes tales como el perforador europeo, una peste de orugas que destruye aproximadamente 1.000 ó 2.000 millones de dólares en maíz al año. Las orugas son difíciles de controlar, ya que de hecho perforan hacia los tallos y mazorcas, en donde escapan la exposición a los aerosoles. La característica Bt le ha brindado a los agricultores el primer medio realmente efectivo de combatir estas plagas. Las variedades Bt del maíz contribuyeron a una reducción modesta en el uso de insecticidas e incrementaron la producción entre un 3% y un 9%, dependiendo de la intensidad de la peste en un dado año. El maíz dulce Bt ha reducido el uso de insecticidas entre un 42% y un 84%, y las variedades Bt de papas han recortado la aplicación de pesticidas en un 50%. Sin embargo, en el 2000 los restaurantes McDonald's y Burger King cedieron a los activistas y le ordenaron a sus proveedores de papas fritas que dejaran de usar papas producidas por ingeniería genética, así que las variedades fueron removidas del mercado al año siguiente. El algodón Bt es quizás la historia más interesante, ya que generó tanto reducciones substanciales en el uso de pesticidas como incrementos substanciales en la producción. La producción de algodón requiere dosis muy altas de pesticidas—más del 25% de todos los insecticidas utilizados globalmente son rociados sobre ese cultivo. De manera que la introducción de variedades Bt contribuyó significantemente a la reducción del uso mundial de insecticidas. Entre 1995 y 1999, el volumen total de insecticidas usado para controlar las tres peores pestes del algodón cayó por 2.7 millones de libras, o aproximadamente un 14% en seis estados norteamericanos estudiados por el Departamento de Agricultura. Un análisis de cosechas de 1999 de algodón Bt y convencional encontró un incremento promedio de 9% en la producción de las variedades Bt. Una reducción de esta magnitud en el uso de insecticidas sintéticos también ahorra recursos que de otra manera serían usados en la aplicación de pesticidas. Economistas de Lousiana State University y Auburn University encontraron que, tan sólo en el año 2000, los agricultores que sembraron variedades Bt de algodón ahorraron 3.4 millones de libras de materia prima y 1.4 millones de libras de aceite combustible en la manufactura y distribución de insecticidas sintéticos, a la vez que se eliminaron 2.16 millones de libras de desecho industrial. Del lado del usuario, los agricultores se ahorraron 2.4 millones de galones de combustible, 93 millones de FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 20 galones de agua y unos 41,000 días de diez horas necesarios para aplicar estos pesticidas. Cifras similares pueden calcularse fácilmente para otros cultivos producidos por medio de la biotecnología. En países menos desarrollados, donde los pesticidas típicamente son rociados a mano, el uso de cultivos Bt ha generado aún más beneficios. En China, por ejemplo, unos 400 ó 500 agricultores mueren cada año a causa de envenenamiento por pesticidas. Desde que se introdujo el algodón Bt en 1997, los agricultores redujeron la cantidad de pesticidas aplicada al algodón en más de un 75% comparado con variedades convencionales. Como consecuencia directa, los agricultores que sembraron sólo variedades Bt reportaron sólo una sexta parte de casos de envenenamiento per cápita que los que sembraron únicamente algodón convencional. Agricultores pequeños en la provincia KwaZulo-Natal de Sudáfrica han alcanzado ahorros e incrementos en productividad similares. La Mariposa Monarca Desdichadamente, los cultivos Bt han sido el blanco principal de muchos ambientalistas que dicen que las plantas transgénicas podrían dañar la biodiversidad. Curiosamente, muchas de esas mismas organizaciones ambientales, incluyendo a Environmental Defense y la National Wildlife Federation, de hecho apoyaron el desarrollo de cultivos Bt a fines de los ochenta como una manera de reducir el uso de pesticidas sintéticos. Pero sus actitudes cambiaron cuando esos productos se convirtieron en una realidad comercial, y luego de que un reportaje de 1999 en Nature sugiriera que el polen del maíz Bt podría matar a las orugas de la mariposa monarca, los activistas aceleraron el paso para promover una regulación más estricta de la biotecnología. Sin embargo, el reportaje deNature no fue nada novedoso para los biólogos, puesto que el maíz había sido desarrollado para combatir orugas. No obstante, la publicación disparó un frenesí inmediato de cobertura negativa en los medios y de protestas. Sin embargo, las larvas monarca también morirían si se vieran expuestas a los bacilos Bt que usan los agricultores orgánicos o a los pesticidas químicos sintéticos. La pregunta que sigue sin hacerse es, entonces, ¿qué método de producción sería menos dañino para las mariposas monarca y otros organismos que no son el blanco? Estudios subsiguientes han indicado que mientras que el polen del maíz Bt podría matar a insectos que no son el objetivo, incluyendo a mariposas monarca, en condiciones reales del campo la diseminación del polen es demasiado pequeña como para presentar un problema significativo. De hecho, los fatalistas que siguen haciendo escándalo por los efectos del maíz Bt en las mariposas monarca hacen caso omiso del hecho que las poblaciones de estas mariposas han crecido desde que se introdujo el maíz biogenético en Estados Unidos en 1996. La falsedad del escenario deprimente predicho por los activistas fue comprobada por la publicación en septiembre del 2001 en Proceedings of the National Academy of Sciences de seis estudios revisados por expertos que describen dos años completos de intensa FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 21 investigación de campo llevada a cabo por 29 científicos que encontraron poco o ningún efecto del polen Bt en las monarca. Esto no sugiere que ningún daño al medio ambiente puede surgir de la protección de plantas por medio de la biotecnología, pero, mientras que los cultivos Bt sí introducen un nuevo riesgo en la forma de nuevos vectores para proteínas, la simple reducción en el uso de insecticidas químicos sintéticos en los campos cultivados con variedades Bt tiende a reducir la posibilidad de efectos ambientales secundarios. Hasta la fecha, la evidencia presenta una cantidad abrumante de experiencias positivas con las variedades comercializadas. Manejo de las Malas Hierbas Una de las características más populares de las plantas transgénicas es la capacidad de tolerar herbicidas. Esta cualidad le permite a los agricultores rociar campos con un herbicida químico específico sin dañar los cultivos. La misma característica ha sido desarrollada en plantas convencionales, pero funciona mejor en las plantas transgénicas. Variedades de colza, maíz, algodón, lino, arroz, y remolacha han sido desarrolladas biotecnológicamente para tolerar herbicidas, pero la más popular es el frijol de soya deMonsanto. Cosechada en más del 70% de todas las hectáreas de frijol de soya de Estados Unidos, esta variedad resiste el herbicida Roundup producido por Monsanto. Los agricultores que cultivan este tipo de soya han obtenido ahorros en tratamientos de herbicidas, aunque la producción no ha aumentado. El cambio exacto en el uso de herbicidas varía entre regiones y productores, yendo desde reducciones del 7% al 40%. En total, el uso de la soya de Monsanto ha conllevado a una disminución neta modesta en el uso de herbicidas. No obstante, la adopción de esas variedades aceleró el cambio de herbicidas más dañinos hacia el glifosato, generalmente considerado como "amigo del medio ambiente", ya que se degrada rápidamente y su nivel de toxicidad es extremadamente bajo. De manera similar, la adopción de variedades de algodón tolerantes a herbicidas ha traído consigo un cambio de herbicidas más tóxicos hacia el glifosato y otros menos tóxicos, así como una reducción total de entre un 20% y 50% en el uso total de herbicidas. Las variedades tolerantes a herbicidas de colza generaron una reducción del 29% en el uso total de herbicidas en Canadá. Tal vez uno de los beneficios más importantes del uso de estos cultivos es que facilitan la adopción de métodos de labrado que conservan mejor la tierra. El aflojamiento del suelo y la erosión consecuente se reduce hasta en un 90%, comparado con el arado. Cada año, la erosión remueve más de 12 toneladas de tierra por hectárea en los campos de cultivo de Estados Unidos. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 22 Al ser removida de los campos, esta tierra puede caer en lagos, lagunas, y otros cuerpos de agua en donde el sedimento se convierte en lodo y daña el hábitat acuático, interfiere con los usos de navegación y recreativos, y requiere que se drague más seguido. A los agricultores les gusta la labranza conservacionista, pero ésta es considerablemente menos práctica sin el uso de herbicidas para controlar las malas hierbas, por lo que los cultivos resistentes a herbicidas son el complemento perfecto. A partir de 1996, con la introducción de los frijoles de soya de Monsanto, el uso de métodos conservacionistas de labrado en Estados Unidos incrementó en un 35%. Y mientras que muchos productores de variedades convencionales han adoptado esos métodos de labranza, es un 25% más probable que lo hagan quienes usan variedades tolerantes a herbicidas. Malas Hierbas Fortificadas La principal preocupación entre los ambientalistas en cuanto al uso de plantas transgénicas tolerantes a herbicidas es que las características sean transferidas a plantas silvestres a través de polinización cruzada, y que surjan malas hierbas fortificadas que se vuelvan incontrolables y que eliminen otras especies. Al igual que con las plantas cultivadas convencionalmente, existe la posibilidad de que estas cualidades sean transferidas a plantas silvestres, pero sólo cuando éstas son lo suficientemente emparentadas a los cultivos como para permitir que se reproduzcan sexualmente—el colza y el trigo en Norteamérica o el arroz en Asia, por ejemplo. No obstante, esto sólo presenta un problema cuando los genes en cuestión mejoran la capacidad de las hierbas de sobrevivir silvestremente, pero dado que no rociamos herbicidas en áreas silvestres, este problema no se presentaría. De manera que mientras la transferencia de un gen fuerte a un pariente silvestre puede presentar problemas para los agricultores, no tendría ningún impacto en la biodiversidad natural. Aún si estos genes fueran transferidos a malas hierbas, no es muy probable que presenten un problema genuino, ni siquiera a los agricultores. La tolerancia genética a los herbicidas es altamente específica; en los campos, los agricultores todavía podrían controlar estas hierbas haciendo uso de herbicidas distintos. De hecho, las plantas de colza tolerantes a herbicidas han sido producidas y utilizadas convencionalmente en Norteamérica por más de 20 años. Ningún problema incontrolable de malas hierbas ha sido reportado como consecuencia de su uso, aún cuando varias especies compatibles sexualmente crecen a menudo cerca de los campos de colza. Fertilizantes Eficientes FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 23 Al igual que con pesticidas y herbicidas, el uso exagerado de fertilizantes de nitrógeno, potasio y fósforo y la presencia de grandes cantidades de estiércol de animales pueden tener impactos ambientales negativos. El lavado de fertilizantes o estiércol hacia ríos y lagos puede causar el crecimiento excesivo de plantas acuáticas y agotar la disponibilidad de oxígeno necesitada por otros organismos. A pesar de esos problemas, los fertilizantes son una parte importante de la producción de alimentos. "Es fantasioso", dice el economista agrícola Tom DeGregori, "sugerir que podemos crecer cultivos y alimentar a la población mundial sin alguna forma de protección de los cultivos y de alimentación del suelo. En muchos casos, hasta las tierras recientemente limpiadas necesitan de nitrógeno, potasio, y fósforo suplementarios. Muchas plantas no crecen bien en tierras alcalinas a menos que se les agregue fertilizante de fósforo, y no crecerán a la madurez en suelos ácidos a menos que se le agregue fósforo o cal. Casi 30 millones de toneladas de fósforo se aplican cada año a los campos agrícolas del mundo. Aún así, hasta un 80% de lo que se aplica sigue fuera del alcance de mucha de la tierra cultivable del mundo. Más de dos tercios del área total de La Tierra es ácida o alcalina por naturaleza, de manera que el fósforo forma compuestos con el aluminio, hierro, calcio y magnesio que se encuentra en el suelo. Y dado que cantidades tan grandes de esos minerales no son aprovechadas por las plantas, el lavado se convierte en un problema importante de contaminación. Científicos en el Centro para Investigaciones y Estudios Avanzados en Irapuato, México, han producido maíz, tabaco y papaya con métodos biotecnológicos, usando un gen de la bacteria Pseudomonas aeruginosa para secretar ácido cítrico de sus raíces, el cual libera el fósforo de otros elementos y lo hace disponible a las plantas. Las variedades transgénicas producen más hojas y frutas que las convencionales cuando se les siembra en suelos ácidos sin fósforo agregado y requieren de cantidades substancialmente menores de fertilizante de fósforo para crecer a la madurez. Un descubrimiento similar resultó del arroz y maíz transgénicos que crecen mejor en suelos alcalinos. Una vez comercializadas, esas plantas podrían reducir el uso de fertilizantes minerales hasta en un 50% y mejorarían la producción dramáticamente en regiones tropicales en donde prevalecen los suelos ácidos y alcalinos. La Alternativa Orgánica Como hemos visto, la biotecnología ya ha contribuido a mejorar el medio ambiente. Sin embargo, muchos críticos de la biotecnología alegan que la alternativa entre cultivos transgénicos y un uso mayor de químicos es una falsa dicotomía. Los defensores de la agricultura orgánica o "natural" creen que la agricultura intensiva, que depende del uso de insumos sintéticos, devasta la salud del suelo, crea comida poco saludable o menos sabrosa, y tiene impactos seriamente dañinos sobre el medio ambiente. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 24 Pero es difícil demostrar que los métodos orgánicos sean mejores para el medio ambiente, ya que éstos solo intercambian unas amenazas ambientales por otras. Por ejemplo, no usan químicos sintéticos pero aún tienen que controlar pestes, malas hierbas y patógenos. En lugar de usar pesticidas sintéticos usan químicos minerales o derivados de plantas—incluyendo sulfato de cobre, pyrethrum, ryania y sabadilla—para controlar insectos y enfermedades de las plantas. Pero onza a onza, la mayor parte de esos químicos es al menos tan tóxica o cancerígena como los pesticidas sintéticos más modernos. El pyrethrum, por ejemplo, ha sido clasificado como un cancerígeno humano por la Agencia estadounidense de Protección Ambiental. Luego, en lugar de usar fertilizantes de nitrógeno, potasio y fósforo soluble, los agricultores orgánicos dependen del abono animal y del llamado "abono verde", como el nitrógeno de legumbres o materia vegetal orgánica, para alimentar el suelo. Pero al arar estos fertilizantes naturales, el nitrato se cuela hacia la tierra subterránea y hacia ríos a los mismos niveles que los fertilizantes convencionales. Y al absorberse en la tierra, las propiedades químicas del nitrógeno residual son idénticas a las de los fertilizantes minerales solubles que no se permiten en la agricultura orgánica. Además, dado que los agricultores orgánicos deben controlar las malas hierbas arando el suelo mecánicamente de manera frecuente, la agricultura orgánica contribuye a la erosión y afecta a gusanos y otros invertebrados terrestres. Comparado con los métodos modernos de labranza, el control de hierbas orgánico es mucho más dañino al medio ambiente. Finalmente, la productividad de la agricultura orgánica es substancialmente más baja que la de los métodos convencionales. La producción orgánica es al menos un 5% ó 10% menor que la de la producción convencional y hasta un 30% ó 40% más baja en cultivos importantes como la papa, el trigo, y el centeno. La producción de ganado orgánico es aproximadamente 10% ó 20% más baja que la ganadería convencional. Incluso esos letargos en productividad pueden ser engañosos, ya que el reemplazo de nutrientes del suelo en fincas orgánicas requiere que las tierras se barbechen con plantas que retengan nitrógeno, tales como el clavo o la alfalfa, durante dos o tres años cada cinco o seis. La agricultura convencional que usa fertilizantes minerales solubles no necesita de períodos de barbecho, por lo que las fincas convencionales pueden lograr resultados por hectárea hasta entre 40% y 100% mayores que los de las fincas orgánicas, o pueden cultivar lo mismo que las fincas orgánicas usando sólo un 50% ó 70% de la tierra usada por éstas. La Importancia de la Productividad FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 25 La importancia de la productividad en el manejo del medio ambiente y en la conservación del hábitat debiera ser evidente. La pérdida y fragmentación de hábitat nativos causadas por el desarrollo agrícola, junto con la transformación tanto de áreas silvestres como de campos agrícolas en áreas residenciales, son unas de las amenazas a la biodiversidad más reconocidas. De acuerdo con un reportaje reciente publicado por Future Harvest y IUCN/The World Conservation Union, "reducir la destrucción del hábitat incrementando la productividad y sostenimiento agrícola" es una de las seis maneras más efectivas de preservar la biodiversidad silvestre. En los últimos 50 años la población mundial se duplicó de 3.000 a 6.000 millones, y se espera que crezca en 3.000 millones más en el próximo medio siglo. Afortunadamente, en las últimas cinco décadas el desarrollo de mejores variedades de plantas y razas de animales, así como la producción y mejor uso de herbicidas, pesticidas, fertilizantes y otras tecnologías agrícolas— conocida colectivamente como la "Revolución Verde"—ha incrementado dramáticamente la producción por hectárea. Este es quizás el mayor éxito ambiental de la historia. De 1961 a 1993, la población terrestre creció en un 80%, pero la cantidad de tierra usada para el cultivo creció tan solo en un 8%, mientras que los recursos de alimentos per cápita aumentaron. El crecimiento en la demanda de alimentos fue satisfecho con un aumento en la productividad. De no haber sido éste el caso, el crecimiento en la población mundial hubiese demandado incrementar el área de tierra cultivada en un 80% o más. En otras palabras, un 27% adicional de La Tierra (excluyendo Antártica) habría tenido que adecuarse al uso agrícola. Sin duda, eso hubiese sido una pesadilla ambiental mucho mayor que cualquiera de las imaginadas por quienes se oponen a la tecnología agrícola. Aún así, incrementos similares van a ser necesarios en el siglo XXI si la población proyectada ha de alimentarse con un impacto igualmente liviano sobre el medio ambiente. El crecimiento proyectado en la demanda alimenticia puede enfrentarse de dos maneras: incrementando el área utilizada para el cultivo o incrementando la productividad agrícola. A pesar de que la capacidad de la productividad agrícola en las últimas décadas ha sido impresionante, no está garantizado que continúe. Los incrementos anuales en la productividad agrícola han venido disminuyendo en años recientes. La producción de cereales por hectárea creció en un 2.2% anual a finales de los sesenta y setenta, pero sólo en un 1.5% anual en los ochenta y principios de los noventa, y en un 1.0% a finales de esa década. Consecuentemente, algunos científicos creen que nuevos avances van a tener que ocurrir en la biotecnología. Afortunadamente, esta ciencia es mucho más flexible, precisa y poderosa que los métodos antiguos de manipulación genética, y aumentos del 5%, 10%, o incluso 25% en productividad son posibles. Tan importante como es el control de pestes y nutrición del suelo para la productividad, el control de las fuerzas destructivas de la naturaleza no termina ahí. Los patógenos de plantas tales como virus, bacterias y hongos causan miles de millones de dólares en pérdidas mundialmente. Variedades inmunes a virus de papa, papaya, calabaza y melón ya han sido aprobadas para la FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 26 comercialización, y variedades de cítricos, nueces, tomates y tabaco ya han sido desarrolladas y están a la espera de ser aprobadas. Un reto más difícil es desarrollar la resistencia a un rango de patógenos de hongos y bacterias, aunque ya se han logrado algunos éxitos. Extremos en temperaturas, períodos de sequía y agua impura también son problemas que afectan la productividad agrícola. Investigadores en Brasil han desarrollado plantas de tabaco que reducen la deshidratación durante sequías; otros investigadores han identificado genes que ayudarían a los cultivos a sobrevivir en calores extremos y en suelos extremadamente salinos. Científicos de la Universidad de Toronto y de la Universidad de California en Davis han desarrollado plantas que no solo pueden crecer en tierra salina, sino que pueden ser irrigadas con agua salada, y el efecto en el crecimiento de la planta es mínimo. Estas mejoras y muchas otras, hechas posibles a través de técnicas de ADN recombinante, van a ir lejos en la mejora de la producción de los cultivos más importantes. Conclusión Debido a la complejidad de la transformación de plantas, aún habrá que esperar varios años para que muchas de las promesas de la biotecnología se hagan realidad. Pero la mayor amenaza que esta ciencia enfrenta es la regulación exagerada basada en la falsa noción de que hay algo inherentemente peligroso acerca de la biotecnología. Claro que no todos los productos van a ser mejores que los convencionales; algunos van a tener propiedades agronómicas inferiores, otros van a poseer características que presentan problemas genuinos para el medio ambiente o la salud humana. Pero para medir el valor de las aplicaciones ambientales o de la biotecnología agrícola en general, tenemos que poner los riesgos y los beneficios en un contexto más amplio que no ignore los riesgos que presentan los métodos convencionales u orgánicos y nuestra capacidad de manejar esos riesgos responsablemente. Pero eso es exactamente lo que hacen quienes defienden la regulación: no hacen referencia al lugar que ocupa la biotecnología en el espectro más amplio de modificación de plantas y otras prácticas. Numerosos intentos han sido hechos en años recientes para incrementar la carga regulatoria de los productos transgénicos—a través tanto de las reglas hechas por agencias como por la legislación del congreso. Todos estos intentos tienen algo en común: requieren que los reguladores consideren solamente los riesgos de los cultivos transgénicos y no sus beneficios, y piden que se les mida contra un estándar de seguridad que no podría alcanzarse con métodos convencionales. Una mayor regulación de ciertas plantas riesgosas a lo mejor sea necesaria, pero el nivel apropiado de supervisión no puede ser alcanzado simplemente separando variedades transgénicas para tratarlas de manera diferente. Cuando la biotecnología es evaluada en un mismo nivel, los agricultores, consumidores y reguladores encontrarán que supera a sus competidores. http://www.elcato.org/node/1260/print FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 27 http://www.muyinteresante.es/ique-son-los-alimentos-transgenicos Actividad; Investiga que se esta haciendo actualmente con respecto a la biotecnologia, como se esta aplicando y que logros ha dado esta tecnica? Investiga cuales son las organizaciones o instituciones que llevan acabo estas aplicaciones? Realiza una investigacion sobre las tecnicas del ADN recombinante y su utilizacion en la Ingenieria genetica. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ _________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________________________ Resultados de la actividad.__________ Evaluacion; Como inician los estudios de la biotennologia y cuales fueron los descubrimeintos mas relevantes? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________________________ Cuales son las aplicaciones de la Biotecnologíaen la época moderna? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 28 ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________________________ Cuales son algunas de las amenazas a la biodiversidad más reconocidas.? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ _____________________ ______________________________________________________________________________ _______ De acuerdo con un reportaje reciente publicado por Future Harvest y IUCN/The World Conservation Unon, Culaes son algunas (3) de las maneras que se podria evitar el deterioro de la biodiversidad. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ____________________________ Que son los productos transgenicos? Cita algunos de ellos asi como la tecnologia que lo creo. http://www.gestiopolis.com/recursos/experto/catsexp/pagans/eco/21/transgenicos.htm ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________________________ Resultado de la evaluacion______________ UNIDAD IV DESCRIBES LOS PRINCIPIOS DE LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA Y LOS RELACIONAS CON LA BIODIVERSIDAD DE LAS ESPECIES Los temas relacionados con la unidad son: Antecedentes y teoría de la evolución de Darwin y Wallace Principales causas de la variabilidad genética y el cambio evolutivo: -Mutación, -Flujo de genes, FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 29 -Deriva genética, -Interacción con el ambiente, -Apareamiento no aleatorio, -Selección natural Principio de la selección natural y su relación con la genética de poblaciones Causas y objetivos de la evolución por selección natural y artificial Teoría de la evolución de Darwin y Wallace Charles Darwin y Alfred Russell Wallace son los padres de la teoría evolutiva que se acepta actualmente. Ambos científicos llegaron a las mismas conclusiones por separado. En 1831, el británico Charles Darwin (1809-1882), cuando solo tenía veintidós años, formó parte como naturalista de la expedición científica a bordo del bergantín de la armada británica H. M. S. Beagle, que realizó una expedición de cinco años (1831-1836), dando la vuelta al mundo con la finalidad principal de cartografiar las costas de América del Sur. Darwin tuvo ocasión de estudiar y recoger numerosos datos, y coleccionó e investigó numerosos seres vivos nunca vistos por él. Luego, convenientemente preparados, los enviaba a Londres para su posterior estudio, al que se dedicó el resto de su vida. Darwin conocía la teoría de Lamarck, pero no encontró en sus observaciones pruebas de la misma. En las islas Galápagos encontró numerosas especies de pinzones que se diferencian unas de otras por pequeñas variaciones de un rasgo común. También dedicó mucho tiempo a observar las tortugas gigantes. Descubrió que en cada isla vivía una especie distinta de tortuga. Todas estas especies se diferenciaban entre sí principalmente por la forma del caparazón. Darwin pensaba que todos los pinzones de las islas descendían de un antepasado común y que, con el tiempo, se habían ido formando las especies actuales. Lo mismo debería haber sucedido con las tortugas. Las pequeñas diferencias entre unas y otras especies de tortugas y pinzones habrían aparecido muy lentamente, a lo largo de cientos o miles de años. Darwin sabía que su teoría evolutiva resultaría muy polémica, por lo que pasó muchos años recopilando datos y elaborando su libro, en el que la expuso con detalle. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 30 Darwin y otros científicos de su épocaEl óleo recoge el momento en que Darwin recibe la carta de Wallace Alfred Russell Wallace (1823-1913), también británico y más joven que Darwin, viajó por todo el mundo en busca de aves y mariposas para museos y colecciones privadas. Estuvo en la Amazonia, el Sureste Asiático y Australia, y fue allí donde empezó a intuir el proceso que producía la evolución. Cuando tuvo claro el proceso de la selección natural, escribió una carta a un naturalista prestigioso, nada menos que Charles Darwin. Al recibir esta carta, Darwin adelantó la presentación de sus propias conclusiones, para hacerlo conjuntamente con Wallace. La teoría de la evolución por selección natural Darwin y Wallace compartieron sus descubrimientos y los presentaron a la Sociedad Linneana de Londres en 1858. Un año más tarde, Darwin publicó su obra El origen de las especies por selección natural, en la que explicaba su teoría apoyándola en numerosas observaciones de la naturaleza. La teoría de Darwin-Wallace se basa en tres principios: La elevada capacidad reproductora de los seres vivos. Observaron que era muy común que las especies produjeran muchos más descendientes de los que presumiblemente llegarán al estado adulto. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 31 La variabilidad de la descendencia. Los descendientes de una pareja no son idénticos. Muchas de las diferencias no tendrían gran importancia, pero otras podrían ser cruciales. La mayor parte se produce al azar y es fruto de la combinación de los genes de los progenitores. La actuación del proceso llamado selección natural. Entre los miembros de una especie se establece una lucha por la supervivencia, sobre todo si los recursos son escasos por la superpoblación. Solo los mejor adaptados consiguen sobrevivir y reproducirse, y, por tanto, transmiten sus caracteres a la descendencia. Deriva génica http://es.scribd.com/doc/20753845/Deriva-genica-resumen La deriva génica o deriva genética, es otra fuerza evolutivaque cambia el acervo genético entre generaciones sucesivasde una población. La deriva genética puede disminuir lafrecuencia o eliminar cualquier alelo de la población, porque puede trabajar a favor o en contra de la selecciónnatural. Cuando actúa en favor de la selección puede disminuir la frecuencia de alelos perjudicialesy alelos neutros que no le dan ventaja ni desventaja a la población. Pero cuando actúa encontra de la selección puede disminuir la frecuencia de un gene favorable que esté presenteen una frecuencia baja. Ya sabemos que la fuerza de la selección natural actúa sobre lavariación genética, facilitando las combinaciones de alelos másfavorables y eliminando aquellas que no lo son. El resultado de elloes el desarrollo de una relación adaptativa más eficiente entre la población y su ambiente.Como la selección natural juega un papel tan importante en la evolución y su impactosobre las poblaciones naturales es enorme, muchos evolucionistas llegaron a pensar quetodos los cambios microevolutivos eran atribuibles a la interacción entre la variacióngenética y la selección natural. En consecuencia, también suponían que todos los cambioseran adaptativos.Es cierto que al interactuar con la variación genética, la selección natural es responsable delcambio en las frecuencias alélicas y de una gran parte del cambio evolutivo; pero ciertosestudios indican que no es la única fuerza que actúa sobre la variación para producir cambio. En este sentido, hay evidencias que sugieren que los cambios en las frecuencias dealelos entre poblaciones de algunas especies no se pudieron establecer por selecciónnatural. En estas poblaciones varios caracteres genéticos muestran cambio en la frecuenciade los alelos a través de las generaciones debido al azar, sin ninguna correlación aparentecon cambios en los factores ambientales.Esto significa que existe una tercera fuerza evolutiva básica, que es laderiva génica, la cual juega un papel muy importante en la evolución. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 32 La deriva génica modifica las frecuencias alélicas y produce cambios evolutivos por acontecimientos al azar, lo que da por resultado cambios en el acervo genético entre generaciones sucesivas de una población. http://preparate.enlinea.org.mx/moodle/file.php/16/CVT_II/Unidad_4/a12u4t03p23v01.html Biotecnología se llama a las técnicas con las que el ser humano cambia estructuras biológicas naturales. Cruzar una planta con otra supone esos cambios; injertar una planta en otra, también. Pero en esos dos casos, el ser humano no manipula directamente el ácido desoxirribonucleico (ADN), portador de las informaciones genéticas, sino que cruza dos organismos con determinadas características deseadas, ya sean ciertas resistencias, cualidades nutricias o simplemente el color. En ese sentido, la manipulación de las especies vegetales y animales no es nada nuevo, sino que tiene una larga historia. Lo especial de la biotecnología tal como hoy se la entiende es que los científicos modifican directamente la información genética en el ADN, transfiriendo p. ej., genes de una planta a otra, incluso un solo gen o partes de un gen. Un gen es un elemento de un cromosoma que determina la transmisión de un carácter hereditario. Un cromosoma, por su parte, es un elemento de la célula formado por una única gran molécula de ADN. La transferencia de genes se realiza hoy, al contrario del cruzamiento tradicional, independientemente de cuáles sean los organismos donantes y receptor. En el procedimiento tradicional, la transferencia de cualidades sólo es posible cuando los organismos se pueden cruzar entre sí, posibilidad que disminuye rápidamente cuando se pasa de una especie a parientes cada vez más lejanos. En los comienzos de la agricultura y la ganadería, los productores seleccionaban simplemente las mejoras semillas y animales, para mejorar las características que les interesaban. En la agricultura se pasó luego, con el descubrimiento del sexo en las plantas, al cruzamiento consciente entre diferentes plantas por reproducción sexual, con las limitaciones impuestas por la cercanía o lejanía de los organismos que se intentaba cruzar. Finalmente, a fines del siglo XX la ingeniería genética logró eliminar la barrera reproductiva natural, introduciendo genes de un organismo en otro de una especie completamente diferente. Las posibilidades que ofrecía la nueva técnica comenzaron a aplicarse hace un cuarto de siglo en la transformación de microorganismos o células de cultivo en verdaderas fábricas de substancias útiles para el ser humano, como p. ej. medicamentos, vacunas y productos de uso industrial. Uno de los ejemplos más conocidos es el de la insulina. Durante muchos años, la insulina necesaria para el tratamiento de los diabéticos se obtuvo de cerdos. Ahora ya no es más de cerdo, sino humana, desde que científicos descubrieron cómo introducir un gen humano de producción de insulina en el cromosoma de una bacteria. Ahora, la bacteria modificada genéticamente produce industrialmente la insulina necesitada por los pacientes. Esos procesos de producción masiva de determinadas substancias a partir de microorganismos o células en caldos de cultivo se realizan en plantas cerradas, en cubas de fermentación fácilmente FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 33 controlables y son regulados por numerosas disposiciones legales, tanto nacionales como internacionales. Los procedimientos son considerados seguros, coincidiendo los científicos y políticos en que no se ha producido hasta ahora accidente alguno que hubieran podido poner en peligro la seguridad ni de los operarios ni del medio ambiente. En los últimos 20 años, plantas genéticamente modificados comenzaron a salir, sin embargo, de los laboratorios y se las comenzó a cultivar primero en campos de ensayo relativamente pequeños y luego en grandes explotaciones comerciales. Ello a su vez ha desatado un gran debate, tanto en numerosos países como a nivel internacional, sobre la cuestión de si la proliferación de ese tipo de plantas es segura para el medio ambiente, las especies silvestres actualmente existentes y para el ser humano. Esa discusión se plasma en el concepto de «bioseguridad». Por otra parte, también se teme que la transmisión natural de genes de organismos genéticamente modificados pueda fomentar la multiplicación de especies silvestres transformadas en malas hierbas por cruzamiento natural con organismos transgénicos. La introducción de nuevos genes en las plantas para hacerlas inmunes a los plaguicidas podría multiplicar también la proliferación de malezas resistentes a productos químicos. Nada claro está por otra parte cuáles pueden ser los efectos de las plantas transgénicas para la biodiversidad a largo plazo. Especialistas críticos ven un peligro sobre todo en la transferencia horizontal de genes en las zonas de mayor biodiversidad de los países tropicales, la erosión genética y consecuente pérdida de la diversidad biológica. Por ello recomiendan un riguroso control de origen de semillas e incluso prohibir en determinadas regiones cierto tipo de plantas por los riesgos que éstas representan para la biodiversidad. A la luz de lo expuesto, vemos que la biotecnología en la agricultura no es nueva ni de resultados fantasmagóricos. Tiene una serie de ventajas, como ser la manipulación exacta y no aleatoria, como en el cruzamiento tradicional, la transferencia de características entre especies diferentes y el desarrollo de rasgos hasta hace poco impensables. A su vez supone una serie de riesgos, entre los que se cuentan la amenaza a la biodiversidad, el fortalecimiento del poderío económico de ciertas empresas y países en detrimento de otros, cuestiones sanitarias, morales y éticas. Teniendo claros los beneficios y riesgos, es hoy lícito formularse la pregunta de si se puede renunciar sin más a una tecnología que, sensatamente aplicada, puede traer grandes beneficios al ser humano. Donde no cabe pregunta alguna es en cuanto a la necesidad imperiosa de medir bien los pasos, con prudencia, respeto por la naturaleza y consciencia de tener que responder por las consecuencias, de una u otra forma., y de esa responsabilidad, nadie nos salva. http://www.youtube.com/watch?v=WVgTqfEl8vc Actividades; Observa el video en youtube; http://www.youtube.com/watch?v=WVgTqfEl8vc , y has un reporte de tus comentarios. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 34 ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________ Investiga como es que se puede modificar la informacion genetica del ADN. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________ Investiga sobre las bibliografias de Darwin y Wallace, y sus aportes. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ____________________ Resultado de la actividad.______________ Evaluacion Describe la teoria de la evolucion por seleccion natural. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Menciona los tres principios en los que se basa el origen de las especies por seleccion natural. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ____________________ FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 35 La derivada genetica es una fuerza evolutiva, como tal como influye en la evolucion? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Muestra tus conclusiones sobre la teoria de la evolucion por seleccion natural de Darwin, y muestra dos ejemplos de especies que sean evidencias de esta teoria. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Resultado de la evaluacion; ______________ UNIDAD V CONOCES LOS PRINCIPIOS ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES DE LOS SERES HUMANOSY LOS COMPARAS CON OTROS ORGANISMOS DEL REINO ANIMAL. La unidad tiene una relacion con los siguientes; Definición e importancia de la homeostasis. Mecanismos mediante los cuales se mantiene la homeostasis. Organización del cuerpo humano. Estructura y función de los principales tejidos en el organismo. Conformación de los aparatos y sistemas a partir de órganos y éstos a partir de tejidos Características, función y problemas de salud más frecuentes en su comunidad, país y el mundo, relacionados con cada uno los aparatos y sistemas constituyentes del organismo en el ser humano: Sistema tegumentario Sistema muscular Sistema esquelético. Aparato digestivo. Sistema circulatorio o de transporte. Aparato respiratorio. Sistema urinario. Sistema nervioso. Sistema glandular. Aparato reproductor. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 36 Al desarrollar esta materia se pretende que el alumno logre comprender que el organismo humano requiere de un constante aporte de alimentos y de oxígeno y que además está en una permanente eliminación de productos de desecho. Para que una locomotora cumpla su trabajo en forma eficiente debe ser alimentada con combustible. Una locomotora a vapor necesitará carbón, una eléctrica deberá estar consumiendo energía eléctrica. Nuestro cuerpo también es una máquina y, como tal, necesita combustible para trabajar y para desarrollar todas sus actividades: correr, saltar, caminar, jugar, pensar y todo aquello que es capaz de realizar el hombre. Además, en cada acción y con el paso de los años las células del cuerpo y los tejidos se van gastando y deben ser repuestos. También deben fabricarse las células y tejidos para que el cuerpo crezca y se desarrolle desde su nacimiento. También veremos las partes más importantes de esa máquina maravillosa que permite estar en contacto con el mundo y conoceremos las características de su funcionamiento. Órganos y sistemas de órganos Los órganos son estructuras corporales de tamaño y forma característicos, que están constituidos por masas celulares llamadas tejidos y que llevan a cabo funciones vitales específicas. Ejemplos. el estómago, el hígado, el cerebro, etc. En las imágenes que se muestran aparecen casi todos los órganos del cuerpo humano, solo faltan los llamados órganos de los sentidos que son: piel (tacto), ojos (visión), nariz (olfato), oído (audición) y boca (gusto), y otros tales como cerebro, ganglios (sistema linfático), y las glándulas endocrinas (producen hormonas). Los sistemas de órganos son grupos coordinados de órganos que trabajan juntos en amplias funciones vitales. Los órganos se agrupan en once sistemas o aparatos y son: Sistema Muscular FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 37 Es el conjunto de músculos que recubren a nuestro cuerpo. Éste se divide en siete grandes regiones musculares: Cabeza, Región anterior del cuello, Región posterior del tronco y del cuello, Tórax, Abdomen, Extremidades superiores y Extremidades inferiores. Los músculos están constituidos por haces de células de forma alargada llamadas fibras musculares, las cuales son contráctiles, es decir, pueden encogerse cuando reciben un estímulo y, además, son elásticas, lo cual significa que cuando cesa el estímulo se alargan de nuevo hasta adquirir su posición original. Existen músculos largos (en las extremidades), anchos (tórax) y cortos (cabeza). La función que tienen depende del tipo de fibra que contengan mayoritariamente: 1. Fibras musculares estriadas, éstas hacen que la contracción sea sumamente rápida y puede ser controlada a voluntad por la persona. Estos músculos se encuentran unidos a huesos y al contraerse hace que el conjunto se desplace, así se logra el movimiento de las extremidades. 2. Fibras musculares lisas, la contracción de éstas es lenta y el movimiento que producen es involuntario. Estos músculos intervienen en la actividad motora del estómago, intestino, y otros órganos internos, con excepción del corazón., el cual está constituido por un tipo especial de fibras musculares que le permiten un movimiento espontáneo, rítmico e independiente de la voluntad, aunque la frecuencia de su ritmo se puede ver alterada por factores externos como la temperatura o un reacciones cerebrales. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 38 Enfermedades musculares Las enfermedades musculares más comunes son: 1.- Enfermedades neurógenas son atrofias por denervación: Son enfermedades discapacitantes que se produce una lesión en el cuerpo a nivel de neuronas (células que conducen los impulso nerviosos). Pueden ser atrofias a nivel espinal o a nivel de todo el cuerpo, en las que se incluyen las fallas nerviosas a nivel hereditario. Pueden producirse por un accidente o por una falla hereditaria. 2.- Distrofias musculares: enfermedad incapacitante caracterizada por una degeneración creciente del músculo esquelético. Con el paso del tiempo aumenta la debilidad, y disminuyen la funcionalidad y la masa muscular hasta que el paciente necesita una silla de ruedas para desplazarse. Hay varias formas clínicas, que se diferencian unas de otras por el patrón de transmisión hereditaria, por la edad de inicio de la enfermedad y por la distribución de los grupos musculares afectados. En todas las formas de la enfermedad se detectan fallas a nivel de células motoras o neuronales. 3.- Miopatías ya sean congénitas (heredadas por los genes paternos), inflamatorias (se hinche el músculo del ojo), metabólicas (producidas por la alteración a nivel metabólico del organismo), etc. Las miopías se producen por la incapacidad de los músculos oculares para cambiar la forma de las lentes y enfocar de forma adecuada la imagen en la retina o por una falla congénita que lleva a una deformación del globo ocular. Es propiedad: www.profesorenlinea.cl. Registro Nº 188.540 http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/SstemaMuscular.htm Aparato o Sistema Óseo El número total de huesos que posee un determinado animal varía con su edad porque muchos huesos se fusionan entre sí durante el proceso de osificación. El número de estructuras esqueléticas diferentes en una persona es de 208 huesos cuyos tamaños oscilan desde el fémur (el hueso más largo del esqueleto) a los diminutos huesos del interior del oído (donde se halla el hueso más pequeño del esqueleto, que es el estribo en el oído medio). FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 39 Como vemos, hay varios tipos de huesos: Largos, como los del brazo o la pierna Cortos, como los de la muñeca o las vértebras Planos, como los de la cabeza. Hueso plano Huesos cortos Huesos largos El cuerpo humano es una maravillosa y compleja estructura formada por varios sistemas funcionales, sostenidos o protegidos por una armazón dura compuesta de más de doscientos huesos, un centenar de articulaciones y más de 650 músculos, todo actuando coordinadamente. Gracias a la colaboración entre huesos y músculos, el cuerpo humano mantiene su postura, puede desplazarse y realizar múltiples acciones. El conjunto de huesos y cartílagos forma el Esqueleto. .1.1.1.1.1 Huesos del esqueleto humano FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 40 El hueso es un tejido sorprendente, ya que combina células vivas (osteocitos) y materiales inertes (sales de calcio). De esta unión, surge la fuerza, pero también la ligereza y la resistencia de los huesos. Los huesos se están renovando constantemente. División del Sistema Óseo Para hacer más comprensible el estudio del cuerpo humano, éste se ha dividido en: Cabeza, Tronco y Extremidades. En el cuerpo humano existen 208 huesos: 26 en la columna vertebral 8 en el cráneo 14 en la cara FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 41 8 en el oído 1 hueso Hioides 25 en el tórax 64 en los miembros superiores 62 en los miembros inferiores Huesos de la cabeza La cabeza se une a la parte superior de la columna vertebral. Los huesos del cráneo son anchos curvos. Forman una fuerte bóveda que protege al cerebro. La cabeza esta constituida por el cráneo y la cara. Es una sucesión compleja de huesos que protegen el encéfalo y a otros órganos del sistema nervioso central. También da protección a los órganos de los sentidos, a excepción del tacto que se encuentra repartido por toda la superficie de la piel. Los huesos del cráneo son 8 y forman una caja resistente para proteger el cerebro. Los huesos de la cara son 14. Entre ellos los más importantes son los maxilares (superior e inferior) que se utilizan en la masticación. .1.1.1.1.2 Huesos de la cabeza (de frente) .1.1.1.1.3 Huesos de la cabeza (de lado) FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 42 Huesos del Tronco A la cabeza le sigue el tórax. Éste está formado por veinticuatro costillas. Las costillas se unen todas por detrás a la columna vertebral. Por delante, se unen al esternón solamente veinte de ellas, mediante un tejido especial que es más blando que los huesos y que recibe el nombre de cartílago. Unidas de esta manera, las costillas forman una jaula protectora para el corazón y los pulmones. En la parte superior del tórax, a ambos lados, se encuentran las clavículas por delante y los omóplatos por detrás. Las clavículas se unen a la parte de arriba del esternón por uno de sus extremos. Sus otros extremos se unen a los omóplatos, formando los hombros, donde nacen los brazos. La clavícula y el omóplato, que sirven para el apoyo de las extremidades superiores. Las costillas protegen a los pulmones, formando la caja torácica. .1.1.1.1.4 Caja torácica FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 43 Columna vertebral La columna vertebral es el eje del esqueleto, es un pilar recio, pero flexible. Todos los huesos están unidos a ella directa o indirectamente. La columna vertebral está formada por huesos pequeños, que reciben el nombre de vértebras. En el ser humano la columna vertebral está constituida por 33 vértebras, que son, según su número y localización: 7 cervicales (la 1ª llamada Atlas y la 2ª Axis) 12 dorsales o torácicas 5 lumbares 5 sacras (sin articulación entre ellas pues están fundidas y componen el hueso llamado Sacro) 4 coccígeas (sin articulación entre ellas pues están fundidas y componen el hueso llamado cóccix. Tampoco existe articulación entre el sacro y el cóccix; según teorías evolutivas sería la reminiscencia del rabo o cola correspondiente a otras especies animales). Esta distribución siempre es así, salvo en las anomalías denominadas lumbarización ysacralización. Las vértebras están perforadas en el centro, y todas juntas forman un canal protector, donde se aloja la médula espinal, que forma parte del sistema nervioso. Los huesos de las extremidades son largos. Son órganos de sostén. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS .1.1.1.1.5 Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 44 Huesos de las extremidades superiores Clavícula, omóplato y húmero formando la articulación del hombro. El húmero, en el brazo. El cúbito y el radio en el antebrazo. El carpo, formado por 8 huesecillos de la muñeca. .1.1.1.1.6 Huesos de la mano Los metacarpianos en la mano. Las falanges en los dedos. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS .1.1.1.1.7 Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 45 Huesos de las extremedidades inferiores El hueso de cada muslo es el fémur. Esos dos huesos son los más largos del cuerpo. La pelvis y el fémur, formando la articulación de la cadera. La rótula en la rodilla. La tibia y el peroné, en la pierna. El tarso, formado por 7 huesecillos del talón. El metatarso en el pie. Las falanges en los dedos. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 46 .1.1.1.1.8 Huesos de la cadera Un conjunto de huesos que forma la pelvis (ilion, isquión y pubis), se une a la parte inferior de la columna vertebral. La pelvis sostiene los intestinos y otros órganos internos del abdomen. La parte superior de la pelvis es lo que comúnmente llamamos caderas. A ambos lados de la parte inferior de aquella nacen las piernas. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 47 Algunas características de los huesos: La dureza de los huesos se debe a que contienen gran cantidad de calcio. Este es proporcionado a los huesos por las células vivas que hay en el interior de ellos. Las células que forman el tejido de los huesos obtienen el calcio de la leche y de otros alimentos, ricos en este mineral. Los huesos están cubiertos por una sustancia mineral, pero no por eso son partes sin vida del cuerpo. Los huesos viven porque crecen. La parte viva está constituida por las células. (Ir a Enfermedades de los huesos) Los huesos nos sostienen La estructura de un edificio sostiene paredes y techos y protege lo que se guarda en su interior. Del mismo modo, las funciones de los huesos en el esqueleto son múltiples: Sostienen al organismo y protegen a los órganos delicados, a la vez que sirven de punto de inserción a los tendones de los músculos. El interior de los huesos largos aloja la medula ósea, un tejido noble que fabrica glóbulos rojos y blancos. Sostienen las partes blandas del cuerpo y le dan consistencia a éste. Son el apoyo de los músculos y permiten producir los movimientos. El esqueleto humano es, por lo tanto, la estructura o el armazón que sostiene y protege el edificio de nuestro cuerpo. Pero no olvidar que hay una diferencia entre las piezas del armazón humano y las estructuras de un edificio: las primeras son partes vivas del cuerpo. Las articulaciones Los huesos se mantienen unidos por medio de las articulaciones o coyunturas. Hay articulaciones fijas, como las de los huesos del cráneo y de la cara, exceptuando la mandíbula inferior, que necesita moverse para masticar los alimentos. Las vértebras, los huesos de las piernas y brazos están unidos mediante articulaciones movibles. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 48 Los huesos se mantienen unidos por ligamentos. Además, hay unas glándulas que segregan un líquido parecido a la clara de huevo, que evita el roce de un hueso con otro. Ese líquido se llama sinovial, y las glándulas, bolsas sinoviales. (Ir a Articulaciones) Para ver ampliado el tema Sistema Óseo, ir a: http://www.fhemofilia.org.ar/contenid1.htm Es propiedad: www.profesorenlinea.cl. Registro Nº 188.540 Sistema Respiratorio La respiración es el proceso por el cual ingresamos aire (que contiene oxígeno) a nuestro organismo y sacamos de él aire rico en dióxido de carbono. Un ser vivo puede estar varias horas sin comer, dormir o tomar agua, pero no puede dejar de respirar más de tres minutos. Esto grafica la importancia de la respiración para nuestra vida. El sistema respiratorio de los seres humanos está formado por: Las vías respiratorias: son las fosas nasales, la faringe, la laringe, la tráquea, los bronquios y los bronquíolos. La boca también es, un órgano por donde entra y sale el aire durante la respiración. Las fosas nasales son dos cavidades situadas encima de la boca. Se abren al exterior por los orificios de la nariz (donde reside el sentido del olfato) y se comunican con la faringe por la parte posterior. En el interior de las fosas nasales se encuentra la membrana pituitaria, que calienta y humedece el aire que inspiramos. De este modo, se evita que el aire reseque la garganta, o que llegue muy frío hasta los pulmones, lo que podría producir enfermedades. No confundir esta membrana pituitaria con la glándula pituitaria o hipófisis. (Ver: La nariz y el olfato) La faringe se encuentra a continuación de las fosas nasales y de la boca. Forma parte también del sistema digestivo. A través de ella pasan el alimento que ingerimos y el aire que respiramos. La laringe está situada en el comienzo de la tráquea. Es una cavidad formada por cartílagos que presenta una saliente llamada comúnmente nuez. En la laringe se encuentran las cuerdas vocales que, al vibrar, producen la voz. La tráquea es un conducto de unos doce centímetros de longitud. Está situada delante del esófago. Los bronquios son los dos tubos en que se divide la tráquea. Penetran en los pulmones, donde se ramifican una multitud de veces, hasta llegar a formar los bronquiolos. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS .1.1.2 Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 49 Los pulmones Son dos órganos esponjosos de color rosado que están protegidos por las costillas. Mientras que el pulmón derecho tiene tres lóbulos, el pulmón izquierdo sólo tiene dos, con un hueco para acomodar el corazón. Los bronquios se subdividen dentro de los lóbulos en otros más pequeños y éstos a su vez en conductos aún más pequeños. Terminan en minúsculos saquitos de aire, o alvéolos, rodeados de capilares. Una membrana llamada pleura rodea los pulmones y los protege del roce con las costillas. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS .1.1.3 Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 50 Alvéolos En los alvéolos se realiza el intercambio gaseoso: cuando los alvéolos se llenan con el aire inhalado, el oxígeno se difunde hacia la sangre de los capilares, que es bombeada por el corazón hasta los tejidos del cuerpo. El dióxido de carbono se difunde desde la sangre a los pulmones, desde donde es exhalado. El transporte de oxígeno en la sangre es realizado por los glóbulos rojos, quienes son los encargados de llevarlo a cada célula, de nuestro organismo, que lo requiera. Al no respirar no llegaría oxigeno a nuestras células y por lo tanto no podrían realizarse todos los procesos metabólicos que nuestro organismo requiere para subsistir, esto traería como consecuencia una muerte súbita por asfixia (si no llega oxígeno a los pulmones) o una muerte cerebral (si no llega oxígeno al cerebro. .1.1.4 Proceso de inspiración y exhalación del aire. Inspiración Cuando el diafragma se contrae y se mueve hacia abajo, los músculos pectorales menores y los intercostales presionan las costillas hacia fuera. La cavidad torácica se expande y el aire entra con rapidez en los pulmones a través de la tráquea para llenar el vacío resultante. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS .1.1.5 Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 51 Espiración Cuando el diafragma se relaja, adopta su posición normal, curvado hacia arriba; entonces los pulmones se contraen y el aire se expele. Ver: Respiración: Intercambio de gases Es propiedad: www.profesorenlinea.cl. Registro Nº 188.540 Incluye a las fosas nasales, faringe, laringe, pulmones, etc., que facilitan el intercambio gaseoso. Sistema o aparato Digestivo FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 52 La función principal del aparato digestivo es recibir los alimentos desde el exterior, procesarlos a partir de laMASTICACIÓN en la boca y separar los elementos que sean nutritivos para el organismo humano. El aparato digestivo está formado por varios órganos: la BOCA, el ESTÓMAGO, la FARINGE, el INTESTINO DELGADO el ESÓFAGO, y el INTESTINO GRUESO, Todos estos órganos, funcionando entrelazadamente, forman el TUBO DIGESTIVO o TRACTO DIGESTIVO. El proceso completo de la DIGESTIÓN se desarrolla en cuatro etapas: la INGESTIÓN la DIGESTIÓN como tal, la ABSORCIÓN y la EXCRECIÓN. Ver: Metabolismo y enzimas FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 53 Nutrición: comer y digestión Sistema Excretor o Urinario Riñones y sus conductos, que funcionan en la extracción de desechos metabólicos, osmorregulación, y homeostasis (mantenimiento del equilibrio químico del cuerpo). Sistema Circulatorio El cuerpo humano es recorrido interiormente, desde la punta de los pies hasta la cabeza, por un líquido rojizo y espeso llamado sangre. La sangre hace este recorrido a través de un sistema de verdaderas “cañerías”, de distinto grosor, que se comunican por todo el cuerpo. La fuerza que necesita la sangre para circular se la entrega un motor que está ubicado casi en el centro del pecho: elcorazón, que es una bomba que funciona sin parar un solo segundo. Estos elementos, junto a otros que apoyan la labor sanguínea, conforman el Sistema o Aparato circulatorio El sistema o aparato circulatorio es el encargado de transportar, llevándolas en la sangre, las sustancias nutritivas y el oxígeno por todo el cuerpo, para que, finalmente, estas sustancias lleguen a las células. También tiene la misión de transportar ciertas sustancias de desecho desde las células hasta los pulmones o riñones, para luego ser eliminadas del cuerpo. El sistema o aparato circulatorio está formado, entonces, por la sangre, el corazón y los vasos sanguíneos. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS .1.1.6 Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 54 La sangre La sangre es una compleja mezcla de partículas sólidas que flotan en un líquido. Ese líquido, amarillento y transparente, se llama plasma, y las partículas sólidas que flotan en él son los llamados elementos figurados, que aparecen el dibujo a la derecha. Esta parte sólida es roja y está formada por glóbulos rojos, glóbulos blancos yplaquetas. Glóbulos rojos: Son células que le dan el color rojo a la sangre y, a la vez, llevan el oxígeno desde los pulmones a todas las células del cuerpo, y el anhídrido carbónico desde las células hacia los pulmones. Intercambio de oxígeno: Todas las células y tejidos del cuerpo necesitan recibir constantemente oxígeno para mantenerse vivos. Ese oxígeno lo extrae la sangre desde los pulmones (donde se acumula cuando inspiramos) y los glóbulos rojos lo distribuyen por todo el cuerpo. Al mismo tiempo, dejan el oxígeno y sacan de los tejidos el productos de desecho llamado anhídrido carbónico (o dióxido de carbono) para llevarlo a los pulmones y desde allí botarlo al exterior cuando expiramos. Glóbulos blancos: Son células que pueden alterar su forma para desplazarse fuera del torrente sanguíneo y capturar los microbios. Plaquetas: Son partes de células que intervienen en la coagulación de la sangre. (Ver: Sistema hematopoyético) La cantidad de sangre en el cuerpo debe mantenerse constante para que ésta realice su tarea con eficacia. Como las venas, arterias y capilares están por todo el cuerpo, también están expuestas a los accidentes que provocan sangramiento. Cuando la cantidad de sangre que sale por alguna herida es muy grande, hablamos de una hemorragia. En esos casos, como en las operaciones donde se requiere restablecer la cantidad de sangre, se recurre a las transfusiones, que consisten en inyectarle sangre a los heridos o pacientes directamente al organismo. Esa sangre está guardada en refrigeración y en bolsas como la que vemos a la derecha. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS .1.1.7 Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 55 El corazón Es un órgano o bomba muscular hueca, del tamaño de un puño. Se aloja en el centro del tórax. Su única función es bombear la sangre hacia todo el cuerpo. Interiormente, el corazón está dividido en cuatro cavidades: las superiores se llaman aurículas, y las inferiores, ventrículos. La aurícula y el ventrículo derechos están separados de la aurícula y ventrículo izquierdos por una membrana llamada tabique. Las aurículas se comunican con sus respectivos ventrículos por medio de las válvulas. .1.1.8 Vasos sanguíneos Son las arterias, venas y capilares; es decir, los conductos por donde circula la sangre. Arterias: Son vasos de paredes gruesas. Nacen de los ventrículos y llevan sangre desde el corazón al resto del cuerpo. Del ventrículo izquierdo nace la arteria aorta, que se ramifica en dos coronarias, y del derecho nace la pulmonar. Venas: Son vasos de paredes delgadas. Nacen en las aurículas y llevan sangre del cuerpo hacia el corazón. Capilares: Son vasos muy finos y de paredes muy delgadas, que unen venas con arterias. Su única función es la de favorecer el intercambio gaseoso. .1.1.9 Trabajo del corazón y recorrido de la sangre El corazón está trabajando desde que comienza la vida en el vientre materno, y lo sigue haciendo por mucho tiempo más, hasta el último día. Para que bombee sangre hacia todo el cuerpo, el corazón debe contraerse y relajarse rítmicamente. Los movimientos de contracción se llaman movimientossistólicos, y los de relajación, movimientos diastólicos. La sangre sale del corazón a través de las arterias y se dirige hacia los pulmones. Allí recoge el FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 56 oxígeno y regresa al corazón a través de las venas. El corazón la bombea hacia el resto del cuerpo, para llegar otra vez hasta él cargada de anhídrido carbónico y, así, ir nuevamente a los pulmones y volver a comenzar el ciclo. Sistema Hormonal o Endocrino El sistema endocrino está formado por una serie de glándulas que liberan un tipo de sustancias llamadas hormonas; es decir, es el sistema de las glándulas de secreción interna o glándulas endocrinas. Una hormona es una sustancia química que se sintetiza en una glándula de secreción interna y ejerce algún tipo de efecto fisiológico sobre otras células hasta las que llega por vía sanguínea. Las hormonas actúan como mensajeros químicos y sólo ejercerán su acción sobre aquellas células que posean en sus membranas los receptores específicos (son las células diana o blanco). Las glándulas endocrinas más importantes son:la epífisis o pineal, el hipotálamo, la hipófisis, la tiroides, las paratiroides, elpáncreas, las suprarrenales, los ovarios, los testículos. Sistema endocrino. Mecanismos bioquímicos de acción hormonal FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 57 En el organismo humano existen las Células diana, también llamadas células blanco, células receptoras o células efectoras, poseen receptores específicos para las hormonas en su superficie o en el interior. Cuando la hormona, transportada por la sangre, llega a la célula diana y hace contacto con el receptor “como una llave con una cerradura“, la célula es impulsada a realizar una acción específica según el tipo de hormona de que se trate: • Las hormonas esteroideas, gracias a su naturaleza lipídica, atraviesan fácilmente las membranas de las células diana o células blanco, y se unen a las moléculas receptoras de tipo proteico, que se encuentran en el citoplasma. De esta manera llegan al núcleo, donde parece que son capaces de hacer cesar la inhibición a que están sometidos algunos genes y permitir que sean transcritos. Las moléculas de ARNm originadas se encargan de dirigir en el citoplasma la síntesis de unidades proteicas, que son las que producirán los efectos fisiológicos hormonales. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 58 • Las hormonas proteicas, sin embargo, son moléculas de gran tamaño que no pueden entrar en el interior de las células blanco, por lo que se unen a "moléculas receptoras" que hay en la superficie de sus membranas plasmáticas, provocando la formación de un segundo mensajero, el AMPc, que sería el que induciría los cambios pertinentes en la célula al activar a una serie de enzimas que producirán el efecto metabólico deseado. Control hormonal FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 59 La producción de hormonas está regulada en muchos casos por un sistema de retroalimentación o feed-back negativo, que hace que el exceso de una hormona vaya seguido de una disminución en su producción. Se puede considerar el hipotálamo, como el centro nervioso "director" y controlador de todas las secreciones endocrinas. El hipotálamo segrega neurohormonas que son conducidas a la hipófisis. Estas neurohormonas estimulan a la hipófisis para la secreción de hormonas trópicas (tireotropa, corticotropa, gonadotropa). Estas hormonas son transportadas a la sangre para estimular a las glándulas correspondientes (tiroides, corteza suprarrenal y gónadas) y serán éstas las que segreguen diversos tipos de hormonas (tiroxina, corticosteroides y hormonas sexuales, respectivamente ), que además de actuar en el cuerpo, retroalimentan la hipófisis y el hipotálamo para inhibir su actividad y equilibran las secreciones respectivas de estos dos órganos y de la glándula destinataria. Los órganos endocrinos también se denominan glándulas sin conducto o glándulas endocrinas, debido a que sus secreciones se liberan directamente en el torrente sanguíneo, mientras que las glándulas exocrinas liberan sus secreciones sobre la superficie interna o externa de los tejidos cutáneos, la mucosa del estómago o el revestimiento de los conductos pancreáticos. Las hormonas secretadas por las glándulas endocrinas regulan el crecimiento, desarrollo y las funciones de muchos tejidos, y coordinan los procesos metabólicos del organismo. Los tejidos que producen hormonas se pueden clasificar en tres grupos: glándulas endocrinas, cuya función es la producción exclusiva de hormonas; glándulas endo-exocrinas, que producen también otro tipo de secreciones además de hormonas; y ciertos tejidos no glandulares, como el tejido nervioso del sistema nervioso autónomo, que produce sustancias parecidas a las hormonas. Hipófisis La hipófisis, está formada por tres lóbulos: el anterior, el intermedio, que en los primates sólo existe durante un corto periodo de la vida, y el posterior. Se localiza en la base del cerebro y se ha denominado la "glándula principal". Los lóbulos anterior y posterior de la hipófisis segregan hormonas diferentes. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 60 1. El lóbulo anterior o adenohipófisis. Produce dos tipos de hormonas: Hormonas trópicas; es decir, estimulantes, ya que estimulan a las glándulas correspondientes. • TSH o tireotropa: regula la secreción de tiroxina por la tiroides • ACTH o adrenocorticotropa:controla la secreción de las hormonas de las cápsulas suprarrenales. • FSH o folículo estimulante: provoca la secreción de estrógenos por los ovarios y la maduración de espermatozoides en los testículos. • LH o luteotropina: estimula la secreción de progesterona por el cuerpo lúteo y de la testosterona por los testículos. Hormonas no trópicas, que actúan directamente sobre sus células blanco. • STH o somatotropina, conocida como "hormona del crecimiento", ya que es responsable del control del crecimiento de huesos y cartílagos. • PRL o prolactina: estimula la secreción de leche por las glándulas mamarias tras el parto. 2. El lóbulo medio segrega una hormona, la MSH o estimulante de los melonóforos, estimula la síntesis de melanina y su dispersión por la célula. 3. El lóbulo posterior o neurohipófisis, libera dos hormonas, la oxitocina y la vasopresina o ADH, que realmente son sintetizadas por el hipotálamo y se almacenan aquí. • Oxitocina: Actúa sobre los músculos del útero, estimulando las contracciones durante el parto. Facilita la salida de la leche como respuesta a la succión. • Vasopresina: Es una hormona antidiurética, favoreciendo la reabsorción de agua a través de las nefronas. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 61 .1.1.9.1.1 El encéfalo El hipotálamo, porción del cerebro de donde deriva la hipófisis, secreta una hormona antidiurética (que controla la excreción de agua) denominada vasopresina, que circula y se almacena en el lóbulo posterior de la hipófisis. La vasopresina controla la cantidad de agua excretada por los riñones e incrementa la presión sanguínea. El lóbulo posterior de la hipófisis también almacena una hormona fabricada por el hipotálamo llamada oxitocina. Esta hormona estimula las contracciones musculares, en especial del útero, y la excreción de leche por las glándulas mamarias. La secreción de tres de las hormonas de la hipófisis anterior está sujeta a control hipotalámico por los factores liberadores: la secreción de tirotropina está estimulada por el factor liberador de tirotropina (TRF), y la de hormona luteinizante, por la hormona liberadora de hormona luteinizante (LHRH). La dopamina elaborada por el hipotálamo suele inhibir la liberación de prolactina por la hipófisis anterior. Además, la liberación de la hormona de crecimiento se inhibe por la somatostatina, sintetizada también en el páncreas. Esto significa que el cerebro también funciona como una glándula. Glándulas suprarrenales Son dos pequeñas glándulas situadas sobre los riñones. Se distinguen en ellas dos zonas: la corteza en el exterior y la médulaque ocupa la zona central. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 62 1. Corteza: Formada por tres capas, cada una segrega diversas sustancias hormonales. • La capa más externa segrega los mineralocorticoides, que regulan el metabolismo de los iones. Entre ellos destaca la aldosterona, cuyas funciones más notables son facilitar la retención de agua y sodio, la eliminación de potasio y la elevación de la tensión arterial. • La capa intermedia elabora los glucocorticoides. El más importante es la cortisona,cuyas funciones fisiológicas principales consisten en la formación de glúcidos y grasas a partir de los aminoácidos de las proteinas, por lo que aumenta el catabolismo de proteinas. Disminuyen los linfocitos y eosinófilos. Aumenta la capacidad de resistencia al estrés. • La capa más interna, segrega andrógenocorticoides, que están íntimamente relacionados con los caracteres sexuales. Se segregan tanto hormonas femeninas como masculinas, que producen su efecto fundamentalmente antes de la pubertad para, luego, disminuir su secreción. 2. Médula: Elabora las hormonas, adrenalina y noradrenalina. Influyen sobre el metabolismo de los glúcidos, favoreciendo la glucógenolisis, con lo que el organismo puede disponer en ese momento de una mayor cantidad de glucosa; elevan la presión arterial, aceleran los latidos del corazón y aumentan la frecuencia respiratoria. Se denominan también "hormonas de la emoción" porque se producen abundantemente en situaciones de estrés, terror, ansiedad, etc, de modo que permiten salir airosos de estos estados. Sus funciones se pueden ver comparadamente en el siguiente cuadro: .1.1.9.1.2 Adrenalina .1.1.9.1.3 Noradrenalina Incremento de la fuerza y frecuencia de la contracción cardíaca Incremento de la fuerza y frecuencia de la contracción cardíaca Dilatación de los vasos coronarios Dilatación de los vasos coronarios FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 63 Vasodilatación general Vasoconstricción general Incremento del gasto cardíaco Descenso del gasto cardíaco Incremento de la glucogenolisis Incremento de la glucogenolisis (en menor proporción) Tiroides La tiroides es una glándula bilobulada situada en el cuello. Las hormonas tiroideas, la tiroxina y la triyodotironina aumentan el consumo de oxígeno y estimulan la tasa de actividad metabólica, regulan el crecimiento y la maduración de los tejidos del organismo y actúan sobre el estado de alerta físico y mental. La tiroides también secreta una hormona denominada calcitonina, que disminuye los niveles de calcio en la sangre e inhibe su reabsorción ósea. Glándulas paratiroides Las glándulas paratiroides se localizan en un área cercana o están inmersas en la glándula tiroides. La hormona paratiroidea o parathormona regula los niveles sanguíneos de calcio y fósforo y estimula la reabsorción de hueso. Las gónadas Las gónadas (testículos y ovarios) son glándulas mixtas que en su secreción externa producen gametos y en su secreción interna producen hormonas que ejercen su acción en los órganos que intervienen en la función reproductora. Cada gónada produce las hormonas propias de su sexo, pero también una pequeña cantidad de las del sexo contrario. El control se ejerce desde la hipófisis. (Ver: Hormonas sexuales) Ovarios: Los ovarios son los órganos femeninos de la reproducción, o gónadas femeninas. Son estructuras pares con forma de almendra situadas a ambos lados del útero. Los folículos ováricos producen óvulos, o huevos, y también segregan un grupo de hormonas denominadas estrógenos, necesarias para el desarrollo de los órganos reproductores y de las características sexuales secundarias, como distribución de la grasa, amplitud de la pelvis, crecimiento de las mamas y vello púbico y axilar. La progesterona ejerce su acción principal sobre la mucosa uterina en el mantenimiento del embarazo. También actúa junto a los estrógenos favoreciendo el crecimiento y la elasticidad de la vagina. Los ovarios también elaboran una hormona llamada relaxina, que actúa sobre los ligamentos de la pelvis y el cuello del útero y provoca su relajación durante el parto, facilitando de esta forma el alumbramiento. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 64 Testículos: Las gónadas masculinas o testículos son cuerpos ovoideos pares que se encuentran suspendidos en el escroto. Las células de Leydig de los testículos producen una o más hormonas masculinas, denominadas andrógenos. La más importante es la testosterona, que estimula el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios, influye sobre el crecimiento de la próstata y vesículas seminales, y estimula la actividad secretora de estas estructuras. Los testículos también contienen células que producen gametos masculinos o espermatozoides. (Ver: Hormonas sexuales) Páncreas La mayor parte del páncreas está formado por tejido exocrino que libera enzimas en el duodeno. Hay grupos de células endocrinas, denominados islotes de Langerhans, distribuidos por todo el tejido que secretan insulina y glucagón. La insulina actúa sobre el metabolismo de los hidratos de carbono, proteínas y grasas, aumentando la tasa de utilización de la glucosa y favoreciendo la formación de proteínas y el almacenamiento de grasas. El glucagón aumenta de forma transitoria los niveles de azúcar en la sangre mediante la liberación de glucosa procedente del hígado. Placenta La placenta, un órgano formado durante el embarazo a partir de la membrana que rodea al feto, asume diversas funciones endocrinas de la hipófisis y de los ovarios que son importantes en el mantenimiento del embarazo. Secreta la hormona denominada gonadotropina coriónica (o gonadotrofina) , sustancia presente en la orina durante la gestación y que constituye la base de las pruebas de embarazo. La placenta produce progesterona y estrógenos, somatotrop ina coriónica(una hormona con algunas de las características de la hormona del crecimiento), lactógeno placentario y hormonas lactogénicas. Otros órganos Otros tejidos del organismo producen hormonas o sustancias similares. Los riñones secretan un agente denominado renina que activa la hormona angiotensina elaborada en el hígado. Esta hormona eleva a su vez la tensión arterial, y se cree que es provocada en gran parte por la estimulación de las glándulas suprarrenales. Los riñones también elaboran una hormona llamada eritropoyetina, que estimula la producción de glóbulos rojos por la médula ósea. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 65 El tracto gastrointestinal fabrica varias sustancias que regulan las funciones del aparato digestivo, como la gastrina del estómago, que estimula la secreción ácida, y la secretina y colescistoquinina del intestino delgado, que estimulan la secreción de enzimas y hormonas pancreáticas. La colecistoquinina provoca también la contracción de la vesícula biliar. En la década de 1980, se observó que el corazón también segregaba una hormona, llamada factor natriurético auricular, implicada en la regulación de la tensión arterial y del equilibrio hidroelectrolítico del organismo. La confusión sobre la definición funcional del sistema endocrino se debe al descubrimiento de que muchas hormonas típicas se observan en lugares donde no ejercen una actividad hormonal. La noradrenalina está presente en las terminaciones nerviosas, donde trasmite los impulsos nerviosos. Los componentes del sistema renina-angiotensina se han encontrado en el cerebro, donde se desconocen sus funciones. Los péptidos intestinales gastrina, colecistoquinina, péptido intestinal vasoactivo (VIP) y el péptido inhibidor gástrico (GIP) se han localizado también en el cerebro. Las endorfinas están presentes en el intestino, y la hormona del crecimiento aparece en las células de los islotes de Langerhans. En el páncreas, la hormona del crecimiento parece actuar de forma local inhibiendo la liberación de insulina y glucagón a partir de las células endocrinas. Metabolismo hormonal Las hormonas conocidas pertenecen a tres grupos químicos: proteínas, esteroides y aminas. Aquellas que pertenecen al grupo de las proteínas o polipéptidos incluyen las hormonas producidas por la hipófisis anterior, paratiroides, placenta y páncreas. En el grupo de esteroides se encuentran las hormonas de la corteza suprarrenal y las gónadas. Las aminas son producidas por la médula suprarrenal y la tiroides. La síntesis de hormonas tiene lugar en el interior de las células y, en la mayoría de los casos, el producto se almacena en su interior hasta que es liberado en la sangre. Sin embargo, la tiroides y los ovarios contienen zonas especiales para el almacenamiento de hormonas. La liberación de las hormonas depende de los niveles en sangre de otras hormonas y de ciertos productos metabólicos bajo influencia hormonal, así como de la estimulación nerviosa. La producción de las hormonas de la hipófisis anterior se inhibe cuando las producidas por la glándula diana (target) particular, la corteza suprarrenal, la tiroides o las gónadas circulan en la sangre. Por ejemplo, cuando hay una cierta cantidad de hormona tiroidea en el torrente sanguíneo la hipófisis interrumpe la producción de hormona estimulante de la tiroides hasta que el nivel de hormona tiroidea descienda. Por lo tanto, los niveles de hormonas circulantes se mantienen en un equilibrio constante. Este mecanismo, que se conoce como homeostasis o realimentación negativa, es similar al sistema de activación de un termostato por la temperatura de una habitación para encender o apagar una caldera. La administración prolongada procedente del exterior de hormonas adrenocorticales, tiroideas o sexuales interrumpe casi por completo la producción de las correspondientes hormonas FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 66 estimulantes de la hipófisis, y provoca la atrofia temporal de las glándulas diana. Por el contrario, si la producción de las glándulas diana es muy inferior al nivel normal, la producción continua de hormona estimulante por la hipófisis produce una hipertrofia de la glándula, como en el bocio por déficit de yodo. La liberación de hormonas está regulada también por la cantidad de sustancias circulantes en sangre, cuya presencia o utilización queda bajo control hormonal. Los altos niveles de glucosa en la sangre estimulan la producción y liberación de insulina mientras que los niveles reducidos estimulan a las glándulas suprarrenales para producir adrenalina y glucagón; así se mantiene el equilibrio en el metabolismo de los hidratos de carbono. De igual manera, un déficit de calcio en la sangre estimula la secreción de hormona paratiroidea, mientras que los niveles elevados estimulan la liberación de calcitonina por la tiroides. Bocio La función endocrina está regulada también por el sistema nervioso, como lo demuestra la respuesta suprarrenal al estrés. Los distintos órganos endocrinos están sometidos a diversas formas de control nervioso. La médula suprarrenal y la hipófisis posterior son glándulas con rica inervación y controladas de modo directo por el sistema nervioso. Sin embargo, la corteza suprarrenal, la tiroides y las gónadas, aunque responden a varios estímulos nerviosos, carecen de inervación específica y mantienen su función cuando se trasplantan a otras partes del organismo. La hipófisis anterior tiene inervación escasa, pero no puede funcionar si se trasplanta. Se desconoce la forma en que las hormonas ejercen muchos de sus efectos metabólicos y morfológicos. Sin embargo, se piensa que los efectos sobre la función de las células se deben a su acción sobre las membranas celulares o enzimas, mediante la regulación de la expresión de los genes o mediante el control de la liberación de iones u otras moléculas pequeñas. Aunque en apariencia no se consumen o se modifican en el proceso metabólico, las hormonas pueden ser destruidas en gran parte por degradación química. Los productos hormonales finales se excretan con rapidez y se encuentran en la orina en grandes cantidades, y también en las heces y el sudor. Ciclos endocrinos El sistema endocrino ejerce un efecto regulador sobre los ciclos de la reproducción, incluyendo el desarrollo de las gónadas, el periodo de madurez funcional y su posterior envejecimiento, así como el ciclo menstrual y el periodo de gestación. El patrón cíclico del estro, que es el periodo durante el cual es posible el apareamiento fértil en los animales, está regulado también por hormonas. La pubertad, la época de maduración sexual, está determinada por un aumento de la secreción de hormonas hipofisarias estimuladoras de las gónadas o gonadotropinas, que producen la FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 67 maduración de los testículos u ovarios y aumentan la secreción de hormonas sexuales. A su vez, las hormonas sexuales actúan sobre los órganos sexuales auxiliares y el desarrollo sexual general. En la mujer, la pubertad está asociada con el inicio de la menstruación y de la ovulación. La ovulación, que es la liberación de un óvulo de un folículo ovárico, se produce aproximadamente cada 28 días, entre el día 10 y el 14 del ciclo menstrual en la mujer. La primera parte del ciclo está marcada por el periodo menstrual, que abarca un promedio de tres a cinco días, y por la maduración del folículo ovárico bajo la influencia de la hormona foliculoestimulante procedente de la hipófisis. Después de la ovulación y bajo la influencia de otra hormona, la llamada luteinizante, el folículo vacío forma un cuerpo endocrino denominado cuerpo lúteo, que secreta progesterona, estrógenos, y es probable que durante el embarazo, relaxina. La progesterona y los estrógenos preparan la mucosa uterina para el embarazo. Si éste no se produce, el cuerpo lúteo involuciona, y la mucosa uterina, privada del estímulo hormonal, se desintegra y descama produciendo la hemorragia menstrual. El patrón rítmico de la menstruación está explicado por la relación recíproca inhibición-estimulación entre los estrógenos y las hormonas hipofisarias estimulantes de las gónadas. Pubertad femenina. Si se produce el embarazo, la secreción placentaria de gonadotropinas, progesterona y estrógenos mantiene el cuerpo lúteo y la mucosa uterina, y prepara las mamas para la producción de leche o lactancia. La secreción de estrógenos y progesterona es elevada durante el embarazo y alcanza su nivel máximo justo antes del nacimiento. La lactancia se produce poco después del parto, presumiblemente como resultado de los cambios en el equilibrio hormonal tras la separación de la placenta. Con el envejecimiento progresivo de los ovarios, y el descenso de su producción de estrógenos, tiene lugar la menopausia. En este periodo la secreción de gonadotropinas aumenta como resultado de la ausencia de inhibición estrogénica. En el hombre el periodo correspondiente está marcado por una reducción gradual de la secreción de andrógenos. Trastornos de la función endocrina Las alteraciones en la producción endocrina se pueden clasificar como de hiperfunción (exceso de actividad) o hipofunción (actividad insuficiente). La hiperfunción de una glándula puede estar causada por un tumor productor de hormonas que es benigno o, con menos frecuencia, maligno. La hipofunción puede deberse a defectos congénitos, cáncer, lesiones inflamatorias, degeneración, trastornos de la hipófisis que afectan a los órganos diana, traumatismos, o, en el caso de enfermedad tiroidea, déficit de yodo. La hipofunción puede ser también resultado de la extirpación quirúrgica de una glándula o de la destrucción por radioterapia. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 68 La hiperfunción de la hipófisis anterior con sobreproducción de hormona del crecimiento provoca en ocasiones gigantismo o acromegalia, o si se produce un exceso de producción de hormona estimulante de la corteza suprarrenal, puede resultar un grupo de síntomas conocidos como síndrome de Cushing que incluye hipertensión, debilidad, policitemia, estrías cutáneas purpúreas, y un tipo especial de obesidad. La deficiencia de la hipófisis anterior conduce a enanismo (si aparece al principio de la vida), ausencia de desarrollo sexual, debilidad, y en algunas ocasiones desnutrición grave. Una disminución de la actividad de la corteza suprarrenal origina la enfermedad de Addison, mientras que la actividad excesiva puede provocar el síndrome de Cushing u originar virilismo, aparición de caracteres sexuales secundarios masculinos en mujeres y niños. Las alteraciones de la función de las gónadas afecta sobre todo al desarrollo de los caracteres sexuales primarios y secundarios. Acromegalia o crecimiento desmesurado de partes del cuerpo. Las deficiencias tiroideas producen cretinismo y enanismo en el lactante, y mixedema, caracterizado por rasgos toscos y disminución de las reacciones físicas y mentales, en el adulto. La hiperfunción tiroidea (enfermedad de Graves, bocio tóxico) se caracteriza por abultamiento de los ojos, temblor y sudoración, aumento de la frecuencia del pulso, palpitaciones cardiacas e irritabilidad nerviosa. La diabetes insípida se debe al déficit de hormona antidiurética, y la diabetes mellitus, a un defecto en la producción de la hormona pancreática insulina, o puede ser consecuencia de una respuesta inadecuada del organismo. Fuente Internet: http://www.uprm.edu/biology/profs/velez/endocrino.htm Sistema Nervioso El sistema nervioso, uno de los más complejos e importantes de nuestro organismo, es un conjunto de organos y una red detejidos nerviosos cuya unidad básica son las neuronas. Las neuronas se disponen dentro de una armazón con células no nerviosas, las que en conjunto se llaman neuroglia. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 69 El sistema nervioso tiene tres funciones básicas: la sensitiva, la integradora y la motora. La función sensitiva le permite reaccionar ante estímulos provenientes tanto desde el interior del organismo como desde el medio exterior. Luego, la información sensitiva se analiza, se almacenan algunos aspectos de ésta y toma decisiones con respecto a la conducta a seguir; esta es la función integradora. Por último, puede responder a los estímulos iniciando contracciones musculares o secreciones glandulares; es la función motora. Para entender su funcionalidad, el sistema nervioso como un todo puede subdivirse en dos sistemas: el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nervioso periférico (SNP). El SNC está conectado con los receptores sensitivos, los músculos y las glándulas de las zonas periféricas del organismo a través del SNP. Este último está formado por los nervios craneales, que Esquema general del sistema nacen en el encéfalo y losnervios raquídeos o medulares, nervioso. que nacen en la médula espinal. Una parte de estos nervios lleva impulsos nerviosos hasta el SNC, mientras que otras partes transportan los impulsos que salen del SNC. El componente aferente del SNP son células nerviosas llamadas neuronas sensitivaso aferentes (ad = hacia; ferre = llevar). Conducen los impulsos nerviosos desde los receptores sensitivos de varias partes del organismo hasta el SNC y acaban en el interior de éste. El componente eferente son células nerviosas llamadas neuronas motoras o eferentes ( ex = fuera de; ferre = llevar). Estas se originan en el interior del SNC y conducen los impulsos nerviosos desde éste a los músculos y las glándulas. .1.1.10 Clasificación anatómica del sistema nervioso Está formado por dos divisiones principales: Sistema nervioso central Sistema nervioso periférico El sistema nervioso central está formado por el encéfalo, que comprende el cerebro, cerebelo, la lámina cuadrigémina (con lostuberculos cuadrigéminos) y el tronco del encéfalo o bulbo raquídeo, y por la médula espinal. Los tubérculos cuadrigéminos constituyen un centro de reflejos visuales. Los tubérculos son cuatro y se dividen en dos superiores y dos inferiores. En la región interior de dichos tubérculos FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 70 se encuentra la glándula hipófisis, alojada en la "silla turca" del hueso esfenoides y que controla la actividad del organismo. .1.1.11 Clasificación funcional Funcionalmente, el sistema nervioso periférico se divide en: Sistema nervioso somático Sistema nervioso vegetativo o autónomo. El sistema nervioso somático está compuesto por: Esquema simplificado del sistema nervioso. Nervios espinales, 31 pares de nervios que envían información sensorial (tacto, dolor) del tronco y las extremidades hacia el sistema nervioso central a través de la médula espinal. También envían información de la posición y el estado de la musculatura y las articulaciones del tronco y las articulaciones para el control de lamusculatura esquelética. Nervios craneales, 12 pares de nervios que envían información sensorial procedente del cuello y la cabeza hacia el sistema nervioso central. Reciben órdenes motoras para el control de la musculatura esquelética del cuello y la cabeza. El sistema nervioso vegetativo o autónomo se compone de centros bulbares y medulares, así como de dos cadenas de 23 ganglios situados a ambos lados de la médula espinal, y preside las funciones de respiración, circulación, secreciones y en general todas las propias de la vida de nutrición. Los órganos inervados funcionan con entera independencia de nuestra voluntad; por esto se les llama sistema autónomo. Atendiendo al origen y función de las fibras nerviosas el sistema nervioso autónomo se divide en dos grandes grupos: Sistema Nervioso Simpático: sus fibras se originan en la médula dorsolumbar y su función es descargar energía para satisfacer objetivos vitales. Sistema Nervioso Parasimpático: sus fibras nacen en los centros bulbares y sacro e interviene en los procesos de recuperación, se encarga del almacenamiento y administración de la energía. Ambos sistemas tienen funciones antagónicas y complementarias. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 71 El nervio más importante del sistema parasimpático se llama neumogástrico y sale del bulbo raquídeo. .1.1.11.1 Tejido Nervioso Los órganos que integran el Sistema Nervioso están formados fundamentalmente por el tejido nervioso cuyos elementos constitutivos son las neuronas y células gliales que dan origen a la sustancia gris formada por los cuerpos neuronales y el neuropilo, y la sustancia blanca, formada por las fibras nerviosas o axones y sus vainas. Desde un punto de vista funcional, la sustancia gris forma centros de procesamiento de la información y en la sustancia blanca se agrupan las vías de conducción aferentes y eferentes y las vías de comunicación de dichos centros entre sí. Neurona, ganglios, nervios conforman el tejido nervioso. La información llega a los centros superiores desde la periferia, pasando por una serie de centros intermedios, y lo mismo sucede con las respuestas que desde los centros superiores llegan a la periferia atravesando un número variable de centros de procesamiento. .1.1.11.2 Neurona La unidad anatómica y funcional del tejido nervioso es la neurona, célula altamente especializada cuyas propiedades de excitabilidad y conducción son la base de las funciones del sistema. Puede distinguirse en ella un soma o cuerpo celular en el que se hallan los diversos orgánulos citoplasmáticos: neurosomas (mitocondrias), aparato de Golgi, grumos de Nissi (ergatoplasma), neurofibrillas, etc. y un núcleo voluminoso. Del cuerpo celular arrancan dos tipos de prolongaciones, las dendritas y un axón. Las dendritas se ramifican en ramas de segundo y tercer orden, cuyo calibre disminuye a medida que se FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 72 alejan del cuerpo neuronal. El axón es único y su calibre generalmente uniforme en toda su longitud, se ramifica sólo en la proximidad de su terminación. Existe una gran variabilidad en cuanto al tamaño de las células nerviosas: los granos del cerebelo miden unas 5 u de diámetro, mientras que las grandes pirámides de la corteza cerebral miden unas 130 u. .1.1.11.3 Nervios Sus elementos constitutivos fundamentales son los axones, que se hallan rodeados de tejido conectivo. Los axones conducen impulsos nerviosos desde o hacia el sistema nervioso central. En el SNC pueden distinguirse neuronas motoras, cuyos axones lo abandonan para incorporarse a los nervios y alcanzar a los efectores (glándulas, músculos, otras neuronas) y neuronas sensitivas, ubicadas en los ganglios espinales, a las que llegan los impulsos de la periferia, que luego continúan para ingresar en el SNC. Cada nervio tiene una labor. Según esta distinción, se denomina a los axones: motores y sensitivos. La mayoría de los nervios son mixtos, ya que poseen ambos tipos de axones. .1.1.11.4 Ganglio FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 73 Se denomina ganglio al conjunto de células nerviosas que se encuentran en el curso de los nervios, es, por lo tanto, masa de sustancia gris. Los ganglios del sistema neurovegetativo se dividen en cervicales, que son tres; dorsales, que son generalmente doce; lumbares o abdominales, que son cuatro pero pueden ser tres o cinco; simpático sacro, que son cuatro y a veces cinco. .1.1.11.5 Células gliales La células gliales (o glía) son células del sistema nervioso que se encargan principalmente de funcionar como soporte para las neuronas. Además, intervienen de forma activa en el procesamiento cerebral de la información. Interpretación gráfica de un De forma estrellada y con numerosas prolongaciones entorno neuronal. ramificadas, estas células vienen a ser el "pegamento" del sistema nervioso, porque envuelven al resto de las estructuras del tejido (neuronas, dendritas, axones, capilares) mediante delgadas lengüetas que se interdigitan entre ellas, formando una cerrada trama (la neuroglia). Además, las glías proporcionan a las neuronas los nutrientes y el oxígeno que necesitan, separan a unas neuronas de otras, las protegen de patógenos o las eliminan cuando las neuronas mueren. .1.1.11.6 Neuroglia Las neuronas del sistema nervioso central están sostenidas por algunas variedades de células no excitables que en conjunto se denominan neuroglia ( neuro = nervio; glia = pegamento). Estas células en general son más pequeñas que las neuronas y las superan en 5 a 10 veces en número (50 por ciento del volumen del encéfalo y la médula espinal). Hay cuatro tipos principales de células neurogliales, los astrocitos, los oligodendrocitos, la microglia y el epéndimo. .1.1.11.7 Las meninges Todo el eje encefaloespinal se halla envuelto y defendido por tejido conectivo fibroso que forma las meninges: la duramadre, lapiamadre y la aracnoides. La duramadre es una cubierta gruesa y resistente que, a nivel del cráneo, está adherida a la tabla interna de la calota y a nivel medular está rodeada por el espacio epidural. Debajo de la duramadre se encuentra la aracnoides, estructurada por un tejido conectivo dispuesto en forma de una tela de araña. El conectivo se halla tapizado por el epitelio plano, que por el lado encefálico se ancla sobre la piamadre, la cual sólo se halla separada del tejido encefálico por una delgada membrana basal, que apoya sobre prolongaciones gliales. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 74 En la aracnoides circula el líquido cefalorraquídeo y se disponen los vasos sanguíneos encefálicos. .1.1.11.8 Acto reflejo y acto voluntario Se denomina acto reflejo a toda impresión transformada en acción, sin la intervención de la voluntad ni de la conciencia. En él intervienen dos corrientes nerviosas: una sensitiva, que va del sentido que recibe la impresión al centro nervioso (médula espinal) y otra motora, que es respuesta a la primera, que va del centro nervioso a la glándula o músculo. Ejemplo: al recibir un pinchazo, la impresión dolorosa es recogida por los corpúsculos La reacción a un pinchazo: un acto sensoriales de la piel y transmitida por los nervios reflejo. táctiles al centro nervioso (médula espinal) en donde, sin darnos cuenta, se produce una corriente motora (respuesta) que va a los músculos de la piel y mueve la parte herida para apartarla del instrumento punzante. Todo esto se hace sin intervención de la voluntad. Los actos reflejos se producen con mucha frecuencia en nuestra vida diaria. El acto voluntario es idéntico al anterior, pero añade unas corrientes intermedias, o sea que, cuando la corriente sensitiva llega a la médula, en vez de producirse la corriente motora, prosigue la sensitiva hasta llegar al cerebro; allí nos damos cuenta de la sensación dolorosa y su causa. Es entonces cuando la voluntad establece una corriente motora (movimiento voluntario) y el miembro herido se aparta de la causa de la sensación dolorosa, o queda en suspenso dicha corriente y se siguen sufriendo los efectos dolorosos: todo depende de nosotros, de nuestro libre querer. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 75 El cerebro y el sistema nervioso. Pero hay otra modalidad de acto voluntario cuando la corriente motora parte directamente del cerebro sin que haya llegado a él una corriente sensitiva, sino por una idea que allí mismo se ha formado y que induce a la voluntad a establecer la corriente motora necesaria para verificar el acto que se ha pensado. Fuentes Internet: http://www.herrera.unt.edu.ar/bioingenieria/Temas_inves/sist_nervioso/pagina1.htm http://espanol.reshealth.org/sub_esp/yourhealth/healthinfo/default.cfm?pageid=P03892 http://www.infovisual.info/03/041_es.html http://www.taringa.net/posts/noticias/6169410/Crean-neuronas-a-partir-de-otras-celulas-delcerebro.html http://www.herrera.unt.edu.ar/bioingenieria/Temas_inves/sist_nervioso/pagina2.htm www.secundariasgenerales.tamaulipas.gob.mx/An... Ver, además: FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 76 http://sistemanervioso1102jm.blogspot.com Aparato Reproductor Ggónadas (testículos y ovarios) que producen gametos, conductos genitales y órganos accesorios como glándulas y aparatos copuladores. Sistema Linfático Capilares circulatorios o conductos en los que se recoge y transporta el líquido acumulado de los tejidos. El sistema linfático tiene una importancia primordial para el transporte hasta el torrente sanguíneo de lípidos digeridos procedentes del intestino, para eliminar y destruir sustancias tóxicas, y para oponerse a la difusión de enfermedades a través del cuerpo. Sistema inmunológico Nuestro cuerpo esta compuesto de distintos órganos, cada uno con funciones especiales. Por ejemplo, el corazón, las arterias y las venas son parte del sistema cardiovascular que tiene la función de bombear la sangre a todo el cuerpo. El estómago, hígado, páncreas e intestinos son parte del sistema digestivo que tiene la función de digerir alimentos, absorberlos en el cuerpo, y transformarlos en energía. La nariz, garganta y pulmones son parte del sistema respiratorio que tiene la función de llevar oxígeno a la sangre y al cuerpo. Como estos órganos y sistemas, el Sistema Inmunológico tiene una variedad de tejidos y órganos, cada uno contribuye en alguna manera a las funciones especializadas del Sistema Inmunológico. .1.1.12 Funciones del Sistema Inmunológico: Ubicación del sistema inmune. El Sistema Inmunológico tiene 2 principales (ampliar imagen) funciones: 1) reconocer sustancias (también llamadas antígenos) extrañas al cuerpo y 2) reaccionar en contra de ellas. Estas sustancias (o antígenos) pueden ser micro-organismos que causan enfermedades infecciosas, órganos o tejidos transplantados de otro individuo, o hasta tumores en nuestro cuerpo. El adecuado funcionamiento del Sistema Inmunológico provee protección contra enfermedades infecciosas, es responsable de rechazar órganos transplantados, y puede proteger a una persona del cáncer. Una de las funciones más importantes del Sistema Inmunológico es la protección contra enfermedades infecciosas. El cuerpo está en constante reto por una gran variedad de micro-organismos infecciosos como bacterias, virus y hongos. Estos micro-organismos pueden provocar una variedad de infecciones, FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 77 algunas relativamente comunes y normalmente no muy serias, y otras menos comunes y más serias. Por ejemplo, una persona en promedio tiene algunas infecciones de "gripe" cada año provocadas por una gran variedad de virus respiratorios. Otros virus pueden provocar infecciones más serias en el hígado (hepatitis) o infecciones en el cerebro (encefalitis). Las infecciones por bacterias más comunes son entre otras, "streptococo" en la garganta, infecciones de la piel (impetigo) e infecciones en el oído (otitis). En algunas ocasiones una infección por una bacteria puede ser muy seria como cuando afecta la cubierta del cerebro (meningitis) o cuando afecta los huesos (osteomelitis). Cualquiera que sea la infección, ya sea causada por una bacteria, virus u hongo, si es relativamente inofensiva o relativamente seria, si es en la piel, en la garganta, en los pulmones o en el cerebro, el Sistema Inmunológico es el responsable de defender a esta persona contra el micro-organismo invasor. Un Sistema Inmunológico normal brinda la habilidad de matar al micro-organismo invasor, limitar el área afectada y por último brindar la recuperación. Un Sistema Inmunológico anormal no puede matar a los micro-organismos. La infección se puede distribuir y si no es tratado puede morir. Por lo tanto pacientes con un Sistema Inmunológico defectuoso comúnmente son susceptibles a infecciones y esto se convierte en su mayor problema. En algunas personas las infecciones pueden ocurrir no muy seguido y sin consecuencia. En otros, las infecciones pueden ser muy seguidas, y con consecuencias, o provocadas por un microorganismo inusual. .1.1.13 Localización del Sistema Inmunológico . Como todas las partes del cuerpo tienen que estar protegidas contra micro-organismos u otros materiales extraños, el Sistema Inmunológico se encuentra y tiene acceso en todas las partes del cuerpo. Sin embargo los componentes más importantes del Sistema Inmunológico están concentrados en la sangre, timo, huesos, anginas, ganglios, médula ósea, baso, pulmones, hígado y los intestinos. Cuando una infección empieza en un lugar que solamente tiene unos cuantos componentes del Sistema Inmunológico, como la piel, se mandan señales por el cuerpo para llamar a grandes cantidades de células al sitio de la infección. .1.1.14 Componentes del Sistema Inmunológico . El Sistema Inmunológico está compuesto de distintos tipos de células y proteínas. Cada componente tiene una tarea especial enfocada a reconocer el material extraño (antígenos) y/o reaccionar en contra de los materiales extraños. Algunos componentes tienen como función única y principal el reconocer el material extraño. Otros componentes tienen la función principal FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 78 de reaccionar contra el material extraño. Y algunos otros componentes funcionan para ambos, reconocer y reaccionar en contra de materiales extraños. Como las funciones del Sistema Inmunológico son tan importantes para sobrevivir, existen mecanismos de respaldo. Si un componente del sistema faltara o no funcionara correctamente, otro componente puede hacer por lo menos algunas de sus funciones. Los componentes del Sistema Inmunológico son: Linfocitos B Linfocitos T Fagocitos Complemento Linfocitos B: Son células especializadas del Sistema Inmunológico (también conocidas como células B) que tienen como función principal producir anticuerpos (también llamados inmunoglobulinas o gamaglobulinas). Los linfocitos B se desarrollan de células primitivas (células madre) en la médula ósea. Cuando maduran, los linfocitos B se encuentran en la médula ósea, nodos linfáticos, baso, ciertas áreas del intestino, y en menos extensión en el fluido sanguíneo. Cuando las células B se estimulan con un material extraño (antígenos), responden madurando en otros tipos de células llamadas células plasmáticas. Las células plasmáticas producen anticuerpos. Los anticuerpos encuentran su camino hacia el fluido sanguíneo, secreciones respiratorias, secreciones intestinales, y hasta en las lágrimas. Los anticuerpos son moléculas de proteína altamente especializadas. Para cada antígeno existen anticuerpos moleculares con diseños específicos. Por lo tanto, hay anticuerpos moleculares que embonan, como llave y chapa, al virus del polio, otros que específicamente apuntan a la bacteria que causa la difteria, y otros que son compatibles con el virus de paperas. La variedad de anticuerpos moleculares es tan extensa que las células B tienen la habilidad de producirlos contra virtualmente todos los micro-organismos en el medio ambiente. Cuando las moléculas de los anticuerpos reconocen a los micro-organismos extraños, se unen físicamente al micro-organismo e inician una compleja cadena de reacciones involucrando a otros componentes del Sistema Inmunológico que eventualmente destruyen al micro-organismo. Los nombres químicos para las proteínas de los anticuerpos es inmunoglobulinas o gamaglobulinas. Así como los anticuerpos pueden cambiar de molécula a molécula con respecto a el micro-organismo al que se unen, también pueden variar con respecto a sus funciones especializadas en el cuerpo. Este tipo de variación en función especializada es determinada por la estructura química del anticuerpo, que a su vez determina el tipo de anticuerpo (inmunoglobulina). Hay 5 grandes clases de anticuerpos o gamaglobulinas: Inmunoglobulinas G (IgG) Inmunoglobulinas A (IgA) FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 79 Inmunoglobulinas M (IgM) Inmunoglobulinas E (IgE) Inmunoglobulinas D (IgD) Cada clase de inmunoglobulina tiene una característica química especial que le brinda ciertas ventajas. Por ejemplo, los anticuerpos en la fracción IgG se forman en grandes cantidades y pueden viajar del fluido sanguíneo a los tejidos. Estas inmunoglobulinas (anticuerpos) son la única clase que cruza la placenta y le pasa inmunidad de la madre al recién nacido. Los anticuerpos en la fracción IgA se producen cerca de las membranas mucosas y llegan hasta secreciones como las lágrimas, bilis, saliva, mucosa, donde protegen contra infecciones en el tracto respiratorio y los intestinos. Los anticuerpos de la clase IgM son los primeros anticuerpos que se forman en respuesta a las infecciones y por lo tanto son importantes para proteger durante los primeros días de una infección. Los anticuerpos en la clase IgE se encargan de reacciones alérgicas. La función especializada de IgD todavía no se entiende por completo. Los anticuerpos nos protegen contra las infecciones de distintas maneras. Por ejemplo, algunos micro-organismos se tienen que pegar a células del cuerpo para poder causar una infección, pero anticuerpos en la superficie pueden interferir con la habilidad del micro-organismo de adherirse a la célula. Y además, los anticuerpos sujetados en la superficie de algún micro-organismo pueden activar a un grupo de proteínas llamadas el Sistema del Complemento que pueden matar directamente a las bacterias y virus. Bacterias cubiertas por anticuerpos también son mucho más fáciles de ingerir y matar por los fagocitos, que las bacterias que no están cubiertas por anticuerpos. Todos estas acciones de los anticuerpos previenen que los micro-organismos invadan tejidos del cuerpo donde pueden causar infecciones serias. Linfocitos T: Los linfocitos T (algunas veces llamadas células T) son otro tipo de células inmunológicas. Los linfocitos T no producen anticuerpos moleculares. Las funciones especializadas de los linfocitos T son 1) atacar directamente antígenos extraños como virus, hongos, tejidos transplantados y 2) para actuar como reguladores del Sistema Inmunológico. Los linfocitos T se desarrollan de células madre en la médula ósea. Temprano en la vida del feto, células inmaduras migran al timo, un órgano especializado del Sistema Inmunológico en el pecho. Linfocito T En el timo, los linfocitos inmaduros se desarrollan a linfocitos (ampliar imagen) T maduros ("T" por el Timo). El Timo es esencial para este proceso, y los linfocitos T no se pueden desarrollar en el feto si no tiene Timo. Linfocitos T maduros dejan el Timo y se van a otros organos del Sistema Inmunológico, como el baso, nodos linfáticos, médula ósea y la sangre. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 80 Cada linfocito T reacciona con un antígeno específico, así como cada anticuerpo reacciona con un antígeno específico. De hecho, los linfocitos T tienen moléculas en la superficie que son como anticuerpos que reconocen antígenos. La variedad de linfocitos T es tan grande que el cuerpo tiene linfocitos T que pueden reaccionar contra virtualmente cualquier antígeno. Los linfocitos T también varían con respecto a su función. Hay 1) linfocitos T destructores ("killer" o "effector"), 2) linfocitos T de ayuda ("helper"), y 3) linfocitos T supresores ("suppressor"). Cada uno juega distintas partes en el Sistema Inmunológico. Los linfocitos T destructores son los linfocitos que destruyen al micro-organismo invasor. Estos linfocitos T protegen al cuerpo de bacterias especificas y virus que tienen la habilidad de sobrevivir y reproducirse en las células del cuerpo. Los linfocitos T destructores también responden a tejidos extraños en el cuerpo, como por ejemplo un hígado transplantado. Los linfocitos T destructores migran al sitio de la infección o al tejido transplantado. Cuando llegan, los linfocitos T destructores se fijan a su blanco y lo destruyen. Los linfocitos T de ayuda, ayudan a los linfocitos B a producir anticuerpos y ayudan a los linfocitos T destructores en el ataque a sustancias extrañas. Los linfocitos T de ayuda hacen mas efectiva la función de los linfocitos B, provocando una mejor y mas rápida producción de anticuerpos. Los linfocitos T de ayuda también hacen mas efectiva la función de destrucción de los linfocitos T destructores. Por otra parte los linfocitos T supresores, suprimen o apagan a los linfocitos T de ayuda. Sin esta supresión, el Sistema Inmunológico seguiría trabajando después de la infección. Juntos los linfocitos T de ayuda y supresores actuan como el termostato de todo el sistema de linfocitos y los dejan prendidos el tiempo suficiente - no mucho tiempo y no muy poco tiempo. Fagocitos: Los fagocitos son células especializadas de el sistema inmunológico cuya función primaria es ingerir o matar micro-organismos. Estas células, como otras en el sistema inmunológico, se desarrollan de células madre en la médula osea. Cuando maduran, migran a todos los tejidos del cuerpo pero especialmente en la sangre, baso, hígado, nódulos linfáticos y pulmones. Hay diferentes tipos de fagocitos. Leucocitos Polimorfonucleares (neutrófilos o granulocitos) son comunmente localizados en la sangre y pueden migrar a sitios de infección en minutos. Son estos fagocitos los que se incrementan en la sangre durante una infección y es responsable en gran parte de las cuentas grandes en las biometrías hemáticas. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 81 Los fagocitos son también los que dejan el fluido sanguíneo y se acumula en los tejidos durante las primeras horas de la infección y es responsable de la formación de pus. Los monocitos son otro tipo de fagocitos en la sangre. También cubren las paredes de las venas en órganos como el hígado y el baso. Aquí actúan para capturar micro-organismos que pasan por la sangre. Cuando los monocitos salen del fluido sanguíneo y entran en los tejidos, cambian de forma y tamaño para convertirse enmacrófagos. Los fagocitos sirven distintas funciones críticas en el cuerpo contra infecciones. Tienen la habilidad de salir del fluido sanguíneo y moverse hacia los tejidos al sitio de la Macrófago en acción. infección. Cuando llegan al sitio de la infección, se comen (ampliar imagen) al micro-organismo invasor. La ingestión de los microorganismos es mucho mas fácil cuanto están cubiertos de anticuerpos o complemento o ambos. Una vez que el fagocito se come al micro-organismo, inicia una serie de reacciones químicas dentro de la célula que resultan en la muerte del micro-organismo. Complemento: El sistema del complemento tiene 18 proteínas que funcionan de manera ordenada e integrada para ayudar en la defensa contra infecciones y producen inflamación. Algunas de las proteínas del complemento las produce el hígado, y otras las producen ciertos fagocitos, los macrófagos. Para realizar sus funciones de protección, los componentes del complemento deben convertirse de formas inactivas a formas activas. en algunos casos, los micro-organismos primero tienen que combinarse con anticuerpos para poder activar el complemento. En Otros casos los microorganismos pueden activar el complemento sin la ayuda de los anticuerpos. Ya activado, el complemento puede realizar funciones de defensa contra infecciones. Como mencionamos una de las proteínas del complemento cubre a los micro-organismos para que puedan ser ingeridas con mayor facilidad por los fagocitos. Otros componentes del complemento mandan señales químicas para atraer fagocitos a los lugares de infección. Cuando todo el sistema se encuentra en la superficie de algunos micro-organismos, puede romper la membrana de la célula, y matarla. .1.1.15 Las 10 señales de Deficiencias Inmunológicas Primarias: 1) Ocho o más infecciones de oído distintas en un año. 2) Dos o más infecciones serias de sinusitis en un año. 3) Dos o más meses con antibióticos y con poco efecto. 4) Dos o más neumonías en un año. 5) Un niño que no sube de peso o que no crezca adecuadamente. 6) Abscesos recurrentes profundos en la piel o en otros órganos. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 82 7) Infecciones por hongo en la boca o en la piel después del año de edad. 8) Que necesite antibióticos intravenosos para eliminar la infección. 9) Dos o más infecciones graves como meningitis, osteomelitis, o sepsis. 10) Historia en la familia de deficiencias inmunológicas primarias. Fuente Internet: http://www.andy.org.mx/esp/content/immune_diez_se%C3%B1ales.htm Es propiedad: www.profesorenlinea.cl. Registro Nº 188.540 Fuentes Internet: http://tarwi.lamolina.edu.pe/~acg/organos_y_sistemas_de_organos.htm http://www.lafacu.com/apuntes/biologia/anat_cuer_hum/default.htm. Actividad Integradora: Hacer una representación teatral en la que los personajes sean los diversos sistemas que integran el cuerpo humano, poniendo de manifiesto sus relaciones e importancia para el mantenimiento de la salud. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________________________ Elaborar un diagrama donde se muestren las estructuras del óvulo y el espermatozoide. Y exponer ante el grupo. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________________________ Realizar una investigación agrupados en equipos sobre las enfermedades más comunes asociadas al aparato reproductor femenino y masculino relacionándolo con tu contexto. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 83 ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________________________ Resultados de la evaluacion de la actividad._____________ Evaluacion ¿De qué está compuesto el aire que respiramos? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________________________ ¿En quéconsiste el proceso de inspiración y expiración? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________________________ ¿Qué papel juega la sangre en el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________________________ ¿Con qué otro sistema complementa su función el sistema respiratorio humano? Justifica tu respuesta. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 84 ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________________________ ¿Cómo se relaciona el sistema tegumentario, circulatorio y respiratorio? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________________________ ¿Qué sabes acerca del uso de los anticonceptivos? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________________________ ¿Cuántos tipos de anticonceptivos conoces? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________________________ ¿Cuál es la importancia de ellos? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________________________ ¿En tu comunidad, cuáles métodos anticonceptivos son los más empleados?, entre otros ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 85 ______________________________________________________________________________ ___________________________________ Resultado de la evaluacion_________________ http://recursos.salonesvirtuales.com/ciencias-naturales/bachillerato/biologia-ii/#reconocer-yaplicar-los-principios-de-la-herencia-2 UNIDAD VI RECONOCES A LAS PLANTAS COMO ORGANISMOS COMPLEJOS DE GRAN IMPORTANCIA PARA LOS SERES VIVOS Los temas relacionados con la unidad son; Características generales de las plantas terrestres: Nutrición, Organización, Transporte, Reproducción Tipos de tejidos y células presentes en las plantas: Dérmico, Fundamental, Vascular Componentes de una planta terrestre típica Beneficio del ser humano Importancia biológica, cultural, social y económica de las plantas en México y el mundo Importancia de las plantas que habitan en el .planeta Comprende la estructura y función de cada uno de los componentes típicos de una planta terrestre: Hoja Tallo Raíz Flor fruto NUTRICION Y TRANSPORTE EN PLANTAS FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Hace 4500 millones de años Algas verdes (Chlorophyta) Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 86 Se alojaban en las orillas de las lagunas o que quedaban enredadas en las costas durante las mareas bajas. Al invadir el ambiente terrestre tuvieron que desarrollar estructuras específicas Rigidez y Posibilidades de ramificarse El aumento en el tamaño requirió el desarrollo de un sistema de conducción de agua y solutos, llamado sistema vascular. Captación de la luz solar y el CO2, indispensables para la fotosíntesis. Sin embargo, no todas las plantas alcanzaron el mismo desarrollo estructural. Absorber agua y nutrientes del suelo. Las Briofitas Son plantas rastreras no vasculares que carecen de raíces y tallos, y deben vivir en lugares húmedos. Tampoco presentan hojas verdaderas, sólo unas estructuras foliáceas fotosintéticas de unas pocas células de espesor. Dentro de las plantas que lograron desarrollar un sistema vascular, están las plantas vasculares sin semilla y con semilla. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 87 Las vasculares sin semilla Incluyen a los helechos, que utilizan esporas para su reproducción en lugar de semillas. Se caracterizan por la presencia de grandes hojas (frondas) divididas en folíolos (pinnas), poseen en su superficie inferior a los esporangios, en los cuales se producen las esporas; los tallos están poco desarrollados. Hace 286 millones de años aparecen las primeras plantas vasculares con semilla. Las plantas gimnospermas fueron las primeras plantas con semilla en aparecer, dominaban el paisaje durante la época de los dinosaurios. Pero perdieron la batalla evolutiva frente a las angiospermas, las cuales aparecieron justo cuando los dinosaurios declinaban (hace aproximadamente 120 millones de años). Al parecer las angiospermas evolucionaron de un grupo de gimnospermas. Las plantas más comunes, tales como plantas de cultivo, cereales, pastos, malezas, flores de jardín, árboles y arbustos familiares de hoja ancha, entre otros, son angiospermas; ocupan más del 90% de la superficie vegetal de la tierra. Estas plantas resultaron ser más exitosas reproductivamente, y también parecen alcanzar el máximo desarrollo evolutivo en estructuras vegetativas como: la raíz, el tallo y las hojas. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 88 Estructuras vegetales • Hoja. • Tallo. • Raíz. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 89 NUTRICION Es el conjunto de procesos mediante los cuales los seres vivos adquieren y transforman la materia y la energia del exterior. Nutrición autotrofa Toma sustancias inorgánicas del medio y las transforma en biomoleculas propias. Hay dos modalidades, que se distinguen por el tipo de energia que captan Nutrición heterótrofa Se da en los seres vivos que no pueden captar la energía lumínica, como los carnívoros o los herbívoros. e utilizan: Fotosíntesis Se realiza captando energia luminica. Es caracteristica de los vegetales, de las algas y de algunos grupos de bacterias. Quimiosintesis Utiliza la energia que se libera de ciertas reacciones quimicas. Solo la llevan a cabo determinadas bacterias. . ¿DE QUE SE ALIMENTAN LAS PLANTAS? Las plantas necesitan elementos quimicos, o bioelementos, con los que frabrican sus porpias moléculas Estos bioelementos los obtiene del agua y de las sales minerales. El agua. Aporta el hidrogeno que la planta necesita, el oxigeno, se desprende y sale por los estomas. Las sales minerales. Aportan nitrógeno, fósforo y potasio, el dioxido de carbono aporta el carbono y el oxigeno. La savia bruta Es el (agua y sales minerales) que asciende, a traves del xilema, desde las raices hasta las hojas y otras partes de la planta donde se realice la fotosíntesis. La savia elaborada. Es el (liquido con biomoleculas) fabricado en las hojas se distribulle, a traves del floema, a todas las celulas de la planta. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 90 La savia elaborada circula tanto en sentido ascendente como descendente. ¿COMO ASCIENDO LA SAVIA BRUTA? Este fenómeno se produce a dos mecanismos. Uno de ellos tiene que ver con la perdida de agua de las plantas. Esta perdida es provocada por la circulación del aire en el exterior de la hoja, que hace que se evapore el agua que sale por los estomas. Este fenómeno se denomina transpiración. La perdida de agua provoca la succión de la savia bruta que circula por el xilema. Otro mecanismo con la fuerza de cohesión de las propias moléculas de agua. Su estructura química hace que se atraigan entre ellas con gran fuerza. Las hojas son la fabrica de las plantas. Estructuras vegetales: raíz, tallo y hoja. Raíz. Es la primera de las partes embrionarias que se desarrollan en la semilla, normalmente crece bajo el suelo. Funciones de la raíz Anclaje o fijación del vegetal y la absorción y conducción de agua y minerales desde el suelo hacia el tallo. Almacenamiento de alimento de muchas raíces. Por su origen se distinguen tres tipos básicos: Las raíces primarias que son prolongaciones directas de la radícula del embrión. Las raíces secundarias, que surgen como ramificaciones de las primarias. Las raíces adventicias que se originan de cualquier otra parte del vegetal. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 91 El crecimiento longitudinal de las raíces. Se debe a las divisiones celulares en el meristemo apical, localizado en la parte terminal de las raíces, cuya punta está protegida por una cubierta llamada cofia o caliptra. Detrás del meristemo apical existe una zona de elongación celular, seguida de una zona de diferenciación, cuyas células epidérmicas superficiales forman los pelos absorbentes. En corte transversal la raíz parece estar formada por una serie de anillos concéntricos. De fuera hacia dentro se observa: FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 92 La epidermis, de una célula de espesor, la corteza, el endodermo y, en el centro el cilindro vascular, delimitado por las células del periciclo, las cuales se encargan de formar el xilema y el floema TALLO Es el órgano que conecta las raíces con las hojas, transporta materias primas y productos fotosintéticos, puede almacenar alimentos y, si es verde, realiza la fotosíntesis, también origina y brinda sostén a las hojas. El sitio de inserción de las hojas en el tallo se llama nudo y la zona entre dos nudos es el entrenudo. Las yemas apicales del tallo provocan su crecimiento longitudinal y las yemas axilares el crecimiento hacia los costados, formando las ramas. De manera general los tallos se dividen en leñosos y herbáceos. Los leñosos, tienen una capa externa de células suberosas (corteza) y son característicos de los árboles; los herbáceos sólo presentan una capa superficial o epidermis ordinaria, se conservan flexibles y en general son verdes y fotosintéticos. Los sistemas de tejidos que forman a los tallos herbáceos así como la estructura primaria (tallo joven) de los leñosos son: FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 93 El dérmico (epidermis), el fundamental (parénquima, colénquima y esclerénquima) y el vascular (xilema y floema). La estructura secundaria que implica el crecimiento en grosor, básicamente de los tallos leñosos, se debe a dos meristemos secundarios. El cambium suberoso o felógeno, que forma la peridermis y el cambium vascular, que origina el xilema y floema secundario. La mayor parte del tronco de los árboles está formado por xilema secundario (madera). Conforme el árbol madura y su diámetro aumenta, la epidermis y la corteza se parten y descascaran y su lugar es ocupado por el peridermo. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 94 FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 95 Hojas Son estructuras generalmente delgadas y planas que se originan en la yema apical del tallo. Su función principal es la realización de la fotosíntesis, pero su gran diversidad en formas y tamaños hacen evidentes otras funciones. La parte plana y delgada de la hoja se denomina limbo o lámina. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 96 En corte transversal, comúnmente la hoja consta de una epidermis superior (haz) y una inferior (envés). Debajo de la epidermis del haz hay una capa de mesófilo en empalizada seguido de una capa de mesófilo esponjoso, ambas capas formadas por células parenquimatosas de pared delgada, con abundantes cloroplastos, para la realización de la fotosíntesis. La superficie de la hoja presenta pequeñas aperturas denominadas estomas, que regulan el intercambio gaseoso y la transpiración de la planta. La epidermis del envés suele tener más estomas que la del haz, esto debido a que la hoja tiene una cubierta cerosa más gruesa en el haz que en el envés. Cada estoma está rodeado por un par de células oclusivas epidérmicas en forma de media luna que regulan la apertura y cierre del orificio del estoma. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 97 Generalmente la hoja se une al tallo a través de un tallito pequeño llamado pecíolo, si no está presente la hoja es sésil. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 98 Las hojas presentan gran variedad de formas y existen diferentes clasificaciones atendiendo a distintos criterios. De manera muy general, las hojas de las plantas monocotiledóneas presentan un patrón regular de venación paralela, en el cual las venas del mismo diámetro corren longitudinalmente manteniendo una venación paralela entre sí. En cambio, en las dicotiledóneas, una vena principal, ubicada generalmente en el centro de la hoja, se ramifica formando una red vascular conocida como venación reticular. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 99 FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 100 FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 101 Flor típica Primer verticilo floral Es el cáliz y está constituido por hojas llamadas sépalos, el cual protege y envuelve a la flor en botón. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 102 El segundo verticilo floral Es la corola y está formado por hojas llamadas pétalos, los cuales presentan mayor colorido y diversidad morfológica que los sépalos. Si no se distinguen diferencias entre los sépalos y los pétalos, entonces reciben el nombre de tépalos, y al conjunto se le denomina perigonio. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 103 El tercer verticilo floral Es el androceo, formado por un conjunto de estambres y constituye el aparato reproductor masculino de la flor; cada estambre está formado por filamento y antera, dentro de la cual se encuentran los granos de polen. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 104 El cuarto verticilo floral Lo constituye el gineceo (pistilo) y representa al aparato reproductor femenino de la flor, está formado por hojas modificadas llamadas carpelos. En una flor se pueden encontrar uno o varios pistilos. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 105 La entrada o superficie receptora del pistilo es el estigma, éste se continúa con el estilo que a su vez desemboca en el ovario donde se encuentran los óvulos. El ciclo de vida de una angiosperma incluye la llamada generación: esporofítica y gametofítica. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 106 Es diploide (2n) y autotrófica y está representada por la planta que surge después de la germinación de la semilla. Sólo está representada por los gametos masculinos (granos de polen) y los femeninos (saco embrionario) que contienen núcleos haploides (n). Se requiere la fusión de gametos, en este caso, el saco embrionario es fecundado por el grano de polen. Después de la fecundación el saco embrionario se convierte en semilla que estará contenida dentro de un fruto. Las células diploides que se encuentran dentro de la antera de la flor sufren meiosis y originan microsporas haploides que posteriormente se dividen por mitosis, pero sin citocinesis, dando lugar a células binucleadas, denominadas granos de polen. Dentro del ovario se localizan uno o varios megasporangios (también conocidos como óvulos), constituidos por células diploides, que se dividen por meiosis y originan 4 células haploides, 3 de ellas desaparecen y la que sobrevive se divide por mitosis (sin citocinesis) 3 veces. Originando así una célula con 8 núcleos haploides, llamada saco embrionario. De los 8 núcleos, sólo 3 participan en la reproducción, los 2 núcleos polares y el otro que forma al núcleo del huevo u ovocélula. A través de la polinización el grano de polen llega al estigma de la flor y germina. Uno de los 2 núcleos empieza a descender (núcleo del tubo) y forma el tubo polínico por donde desciende el otro núcleo que al dividirse mitóticamente forma dos núcleos espermáticos. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 107 Uno de los núcleos espermáticos fecundará a los 2 núcleos polares formando una célula triploide (3n) que producirá el endospermo (alimento) de la semilla; el otro núcleo espermático fecundará a la ovocélula para formar el embrión (2n) de la semilla. El embrión y el endospermo crecen y se desarrollan mientras que los tegumentos se endurecen y modifican, formando la cubierta de la semilla. Simultáneamente el ovario aumenta de tamaño formando al fruto (fruto verdadero) y las otras estructuras florales (pétalos, sépalos y estambres) degeneran. El fruto como estrategia adaptativa de dispersión El fruto Es una estructura auxiliar en la reproducción sexual de las plantas y ha contribuido en gran medida a su evolución. Básicamente la semilla es un óvulo maduro y el fruto un ovario maduro (junto con cualquier otra estructura que se fusione a él). FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 108 En la formación y maduración del fruto intervienen las siguientes hormonas: auxinas, giberilinas, citocininas y etileno. La auxina es formada por el grano de polen y por el óvulo fecundado. Cuando la semilla madura, el estigma y el estilo del ovario degeneran pero la pared del ovario crece protegiendo y encerrando a las semillas, esta estructura se denomina pericarpio La diferenciación del pericarpio forma el endocarpio, mesocarpio y epicarpio, cada uno con tejidos especializados, que constituyen propiamente al fruto. Sin embargo el pericarpio puede desarrollar los mismos tejidos presentes en la pared del ovario u otros muy diferentes, lo que incrementa la gran variedad de frutos. Así por ejemplo, si el pericarpio permanece delgado formará un fruto seco (tamarindo); si el pericarpio se engruesa forma un fruto carnoso (durazno). Normalmente el fruto contiene a las semillas (óvulos fecundados), pero también puede ocurrir que el fruto se desarrolle sin que haya fecundación, en tal caso se presentarán óvulos abortivos en lugar de semillas, a estos frutos se les denomina frutos partenocárpicos. La formación de este tipo de frutos sin semilla se debe generalmente a la presencia temprana y espontánea de hormonas, como las auxinas, que estimulan el desarrollo del fruto antes de la formación de la semilla. FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 109 CLASIFICACION DE LOS FRUTOS Por la naturaleza del pericarpio: secos y carnosos. Por la permanencia o liberación de la semilla en la madurez: dehiscentes (liberan las semillas) e indehiscentes (no abren normalmente para liberar la semilla). Tipo de dehiscencia: longitudinal, transversal, porocidal (a través de orificios). Por el número de semillas: monospermos, polispermos. Con estructuras anexas: frutos a los que se les fusionan elementos contiguos como los sépalos, receptáculo, etc. Independientemente del tipo de fruto de que se trate su contribución en la reproducción sexual de la planta es clara, además de proteger y proporcionar nutrientes a la semilla contribuye a su dispersión. Independientemente del tipo de fruto de que se trate su contribución en la reproducción sexual de la planta es clara, además de proteger y proporcionar nutrientes a la semilla contribuye a su dispersión. Los hay carnosos para que los animales se los coman y diseminen sus semillas. Algunos como el coco, tienen espacios llenos de aire y estructuras livianas para flotar y dispersarse. Actividad Integradora: Presentar un documental relacionado con los avances científicotecnológicos que han permitido mejorar la calidad de vida y sus repercusiones en la sociedad y solicitar una investigación documental de estos avances y sus implicaciones en su contexto (su comunidad, país, o el mundo). ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Realizar la investigación documental y reflexionar acerca de los avances e implicaciones de la ciencia y la tecnología en su contexto. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Presentar material audiovisual relacionado con los procesos involucrados en el ciclo celular: video sugerido: FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 110 http:// www.youtube.com/watch?v=mMncJS4nJ74&feature=rel ated ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Solicitar al grupo las conclusiones del videopor escrito. Plantear preguntas detonadoras y guiar unalluvia de ideas para detectar el nivel de conocimientos con que cuental alumnado acerca del concepto de ADN, gen y cromosoma. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ A partir de la información proporcionada por el alumnado explicar la relación entre el ADN, gen y cromosoma, así mismo,la relación entre éstosy las características de los individuos. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Solicitar una investigación documental acerca de las aportaciones de Mendel en el campo de la genética. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Aplicaciones de la Biotecnologíaen la época antigua y moderna ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Fundamentos de la técnica del ADN recombinante y su utilización en la Ingeniería genética ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 111 ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Antecedentes y teoría de la evolución de Darwin y Wallace ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Principales causas de la variabilidad genética y el cambio evolutivo: -Mutación, -Flujo de genes, -Deriva genética, -Interacción con el ambiente, -Apareamiento no aleatorio, -Selección natural ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Principio de la selección natural y su relación con la genética de poblaciones ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Causas y objetivos de la evolución por selección natural y artificial ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Evaluacion de la actividad de integracion; ______________ FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 112 Evaluacion de la unidad; Explique en que consiste la nutricion de las plantas; ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Diga que es la nutricion de las plantas; ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Explique cual es la funcion de los tejidos en las plantas. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Describa los componentes de una planta terrestre tipica. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Describe cual es la importancia economica, social, y biologica de las plantas en Mexico. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Explica que entiendes por nutricion. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Describe los tres tipos de raiz y sus caracteristicas. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ FEBRERO DE 2013 C.P. CARMELO ARTEAGA FECHA DE ELABORACION REVISO ING. ANTONIO ANDRES pag. GARCIA PASCUAL APROBO PREPARATORIA 3 AÑOS Biologia II PAGINA ING. ROBERTO COLLAZO ORTIZ 113 ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Explica las diferencoas entre las plantas monocotiledoneas y las plantas dicotiledoneas. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Describe como se forma el fruto de la planta. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Explica como se clasifican los frutos. ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ http://www.slideshare.net/rcollazo_159/savedfiles?s_title=bloque-vi-bioii&user_login=anselmosrl FEBRERO DE 2013 C.P. 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