BIOLOGÍA El intercambio de información en los sistemas biológicos: relación, integración y control Susana Alvarez Alejandro J. Balbiano Ricardo Franco Elina I. Godoy María Cristina Iglesias María Inés Rodríguez Vida ES 3º año Índice con el medio................................ 8 Los seres vivos como sistemas abiertos ............................ 10 La relación de los seres vivos con el ambiente ................ 11 Las respuestas de los animales Las respuestas de las plantas La homeostasis ...................................................................... 14 El control de las actividades ................................................ 15 Los tipos de control en los animales El control de las actividades en las plantas El modelo de estímulo-procesamiento-respuesta .......... 16 Ciencia en tus manos. La identificación de un problema científico ............................................................... 17 Leo, luego entiendo. La intriga de los perros babosos. ¿Una reina que seduce a los vampiros? .................. 18 Actividades finales .............................................................. 20 La Posta. Mosquita, ¿qué hora es? Entrevista a la Dra. María Fernanda Ceriani ................... 22 2 La captación de los estímulos .......26 La percepción del ambiente ................................................ 28 Estructuras que captan estímulos Captación de estímulos lumínicos ..................................... 29 Algunas estructuras que permiten captar la luz Distintos tipos de ojos La visión de los colores La visión en los medios acuático y terrestre Percepción de profundidad Captación de estímulos químicos ...................................... 32 El gusto y el olfato Captación de estímulos mecánicos ................................... 33 Receptores de contacto y de vibraciones Captación de estímulos sonoros Captación del estímulo de la gravedad Otros tipos de estímulos ...................................................... 36 Ciencia en tus manos. Formulación de hipótesis y predicciones ....................................................... 37 Leo, luego entiendo. Las cataratas que no dejan ver. ¡Qué rica forma! ............................................ 38 Actividades finales ............................................................. 40 La Posta. Veo, veo. ¿Qué ves? Entrevista a la Dra. Miguelina Girao ................................. 42 4 3 Las respuestas a los estímulos ......46 Los seres vivos responden ................................................... 48 Las respuestas en las bacterias ............................................ 48 Respuestas de las plantas a los estímulos lumínicos ....... 49 Fotoperíodo y floración Fototropismo y heliotropismo Nictinastia Respuestas de las plantas a los estímulos mecánicos ..... 51 Respuestas de las plantas a la gravedad ............................. 52 Respuestas de los animales: el comportamiento ............ 53 Bases genéticas del comportamiento El aprendizaje La orientación El comportamiento de huida Comportamiento humano .................................................. 57 La comunicación en los animales ...................................... 58 Feromonas e insectos sociales Diversidad de señales y de comportamientos Comunicación química en las plantas ............................... 60 Aplicaciones biotecnológicas Ciencia en tus manos. Diseño y realización de experimentos .................................................................... 61 Leo, luego entiendo. Homenaje biológico a Mickey Mouse. El mejor amigo del hombre .......................... 62 Actividades finales ............................................................. 64 La Posta. Bichos venenosos Entrevista al Dr. Adolfo de Roodt ..................................... 66 © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 1 Los seres vivos y su relación 4 Estímulos y respuestas en las células..................................70 Los seres vivos, las células y los estímulos ........................ 72 La membrana plasmática ..................................................... 73 Las funciones de la membrana plasmática La permeabilidad selectiva de la membrana plasmática ........................................................... 74 El transporte pasivo El transporte activo Los estímulos o señales ........................................................ 75 El complejo señal-receptor .................................................. 76 Clasificación de los receptores La transducción de la señal y la respuesta ......................... 77 Tipos de respuesta La comunicación intercelular directa ................................ 78 La comunicación en las células animales La comunicación en las células vegetales Ciencia en tus manos. Realización de preparados microscópicos ................................................... 79 Leo, luego entiendo. El sabor del té con magdalenas. Atracción fatal ................................................... 80 Actividades finales ............................................................. 82 La Posta. Células fuera de control Entrevista al Dr. Pedro Politi ............................................... 84 © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 5 El control nervioso ......................88 El sistema nervioso ............................................................... 90 Las células nerviosas La comunicación neuronal El potencial de reposo La bomba de sodio-potasio Generación del impulso nervioso La propagación del impulso nervioso La vaina de mielina Las sinapsis ............................................................................. 94 Sinapsis químicas Los neurotransmisores La placa neuromuscular La integración neuronal de señales .................................... 95 La organización del sistema nervioso humano ............... 96 El sistema nervioso central El sistema nervioso periférico Funcionamiento del sistema nervioso autónomo El encéfalo ............................................................................... 99 La corteza cerebral Aprendizaje y memoria ...................................................... 100 La enfermedad de Alzheimer La médula espinal ................................................................ 101 El arco reflejo Las drogas en el sistema nervioso .................................... 102 Ciencia en tus manos. Análisis de gráficos de barra .....103 Leo, luego entiendo. Sentirse gordo o flaco es una ilusión. Las ilusiones que genera el cerebro. Phineas Gage y el cambio de personalidad ......................... 104 Actividades finales ........................................................... 106 La Posta. Cuando la voluntad vence obstáculos Entrevista al Lic. Eduardo Lazzati y a la Lic. Leticia Rodríguez .............................................. 108 6 El control nervioso en los animales ...................................... 112 El control nervioso ............................................................. 114 El control nervioso en los invertebrados ........................ 115 Neuronas en red: plexo nervioso Neuronas agrupadas: ganglios y cordones nerviosos Complejidad nerviosa: cefalización Las áreas cerebrales El control nervioso en los vertebrados ............................ 118 El cerebelo El cerebro La corteza cerebral El sistema nervioso autónomo El control nervioso: a modo de conclusión .................... 120 5 Índice La Posta. Cangrejos memoriosos Entrevista al Dr. Daniel Tomsic......................................... 126 7 El control endocrino .................. 130 Los mensajeros químicos ................................................... 132 El concepto de “hormona” Las hormonas en la historia ............................................... 133 Las investigaciones en los siglos xix y xx Las glándulas endocrinas .................................................... 134 Los receptores hormonales ................................................ 135 Las hormonas y la homeostasis: el control de la glucemia ................................................................................. 135 La retroalimentación o feedback Otras hormonas glucemiantes La diabetes El eje hipotálamo-hipofisario ............................................ 137 Las hormonas tiroideas y el eje hipotálamo - hipofisario Las hormonas y el desarrollo ............................................. 138 Las hormonas en la pubertad El ciclo menstrual Las hormonas en el embarazo, el parto y la lactancia La retroalimentación positiva Las hormonas y el comportamiento: el estrés................ 141 Algunas hormonas y sus efectos........................................ 141 El control neuroendocrino ................................................. 142 Ciencia en tus manos. El uso de modelos en el aprendizaje de las ciencias .................................................. 143 Leo, luego entiendo. Los famosos castrati. Los hijos de Gulliver en el cine .............................................. 144 Actividades finales ............................................................ 146 La Posta. Últimas noticias sobre diabetes Entrevista a la Dra. María Lidia Ruiz Morosini.............. 148 8 El control endocrino en animales y plantas .................................. 152 Las respuestas hormonales de los seres vivos................. 154 La acción hormonal en los invertebrados ....................... 154 Muda y metamorfosis en los insectos Hormonas que intervienen en la reproducción Feromonas Las hormonas en los vertebrados ..................................... 157 La regulación hormonal en los animales ......................... 157 Las hormonas vegetales ...................................................... 158 Las auxinas Las citocininas Las giberelinas Otras hormonas vegetales: el ácido abscísico y el etileno Ciencia en tus manos. Los experimentos: el análisis de los resultados ................................................. 161 Leo, luego entiendo. Cambio de color en los animales: mucho más que camuflaje. Plantas que “deciden” entre crecer y defenderse................... 162 Actividades finales ............................................................ 164 La Posta. Mascotas “celosas” Entrevista al Dr. Felipe Berard ........................................... 166 9 El rol de las proteínas ................ 170 Las proteínas en los seres vivos ......................................... 172 La clasificación funcional de las proteínas Los aminoácidos y las proteínas ....................................... 174 La estructura de las proteínas La clasificación estructural de las proteínas Propiedades de las proteínas .............................................. 177 6 © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Ciencia en tus manos. Análisis de un texto científico ............................................................................... 121 Leo, luego entiendo. El mar tiene más oídos de lo pensado. El origen del sistema nervioso encontrado en las esponjas .................................................... 122 Actividades finales ............................................................ 124 Las enzimas .......................................................................... 178 La acción de las enzimas Un ejemplo: algunas enzimas del hígado Las proteínas como resultado de la expresión genética .................................................................................. 180 Fenotipos y genotipos Ciencia en tus manos. La investigación científica y la escolar .............................................................................. 181 Leo, luego entiendo. Una colección de proteínas. Descubren en los monos una proteína que detiene el sida................................................................... 182 Actividades finales ............................................................ 184 La Posta. Con proteínas en las venas Entrevista al Dr. Alejandro Ferrari .................................... 186 10 El ADN, portador de © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 información ............................. 188 El material genético ............................................................. 190 ADN, “banco” de información Estructura del ADN La replicación del ADN ..................................................... 192 Los genes y el genoma ......................................................... 193 El Proyecto Genoma Humano La expresión de la información genética ......................... 194 El código genético universal Genotipo, ambiente y fenotipo ......................................... 196 Alteraciones de la información genética: mutaciones ........................................................................... 197 Variabilidad y evolución Ciencia en tus manos. Análisis comparativo de textos ................................................................................. 199 Leo, luego entiendo. ¿Existen las razas humanas? Intimidades del ribosoma ...................................................... 200 Actividades finales ............................................................ 202 La Posta. Cromosomas que traen problemas Entrevista a la Dra. Marta Susana Gallego ...................... 204 11 La biotecnología moderna .........208 La biotecnología ................................................................... 210 Las técnicas de ingeniería genética ................................... 211 Los microorganismos transgénicos .................................. 212 Aplicaciones de los microorganismos transgénicos Las plantas transgénicas ...................................................... 213 Los animales transgénicos .................................................. 214 El desarrollo de la ingeniería genética en la Argentina . 215 Las controversias en torno a los OGM ............................ 216 La regulación de la biotecnología Ciencia en tus manos. La comunicación de resultados: el informe científico ........................................ 217 Leo, luego entiendo. Organismos transgénicos: un nuevo servicio de limpieza. De la tabla de madera al baja espuma ......................................................... 218 Actividades finales ............................................................ 220 La Posta. Los reparadores de genes Entrevista al Dr. Federico Prada........................................ 222 Ciencia club. Una sección de película ....... 226 Glosario ........................................ 236 7