Intercambio de materia y energía en el ser humano, en
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Intercambio de materia y energía en el ser humano, en las células y en los ecosistemas Biología Biología Intercambio de materia y energía en el ser humano, en las células y en los ecosistemas Alejandro J. Balbiano María Gabriela Barderi Natalia Molinari Leto Celia E. Iudica ES 4.º año Tapa Biologia interc. materia y energiaindd 1 Pablo A. Otero 11/20/13 5:14 PM Punto de partida ....................................................7 Interpretar el concepto de ciencia...........................8 Ciencia sin fin La ciencia curiosa...............................................9 El trabajo de los científicos..................................10 Observaciones e hipótesis Teorías y paradigmas...........................................12 Teorías que cambiaron paradigmas Biología, la ciencia de la vida................................14 Las ciencias “ómicas” La comunicación Otras ramas de la biología Puntos de vista Ciencias biológicas basadas en la experimentación...............................................16 Ciencias biológicas basadas en los números.......17 Actividades finales..............................................18 sección i · © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 capítulo nutrición en el ser humano y en otros organismos 1 Seres vivos como sistemas abiertos Punto de partida...................................................19 Sistemas y subsistemas......................................20 Subsistemas e interacción Teoría de sistemas aplicada a la ecología Teoría de sistemas aplicada a los seres vivos Ciencia sin fin Todo depende del cristal con que se mire...........23 Niveles de organización........................................24 Niveles de organización de los seres vivos Propiedades emergentes y trascendentes Función de nutrición.............................................26 Nutrición heterótrofa Sistemas que participan en la nutrición heterótrofa Nutrición autótrofa Evolución y diversidad en la nutrición heterótrofa... 28 Animales con sistemas de órganos........................ 30 Relación entre las estructuras y su función en la nutrición Puntos de vista Médico de cabecera.........................................32 Médico especialista..........................................33 Actividades finales..............................................34 2 Digestión y respiración en el ser humano Punto de partida...................................................35 Los sistemas de nutrición....................................36 Sistema digestivo................................................37 Ingestión y digestión............................................38 Digestión gástrica Absorción y egestión............................................40 Alteraciones del sistema digestivo El hígado y el páncreas........................................42 Ciencia sin fin Una maravillosa máquina..................................43 Respiración y sistema respiratorio........................44 Respiración externa Respiración interna Organización del sistema respiratorio El proceso respiratorio.........................................46 Ventilación pulmonar El intercambio gaseoso Respiración alveolar y tisular Afecciones del sistema respiratorio Regulación del equilibrio interno...........................48 Regulación de la temperatura Regulación de la función respiratoria Regulación de la función digestiva Regulación y control de la glucosa en sangre Puntos de vista Libres de humo................................................52 Invadidos de humo ..........................................53 Actividades finales..............................................54 capítulo Pensar en ciencia capítulo Índice 3 Circulación y excreción en el ser humano Punto de partida ..................................................55 El sistema circulatorio o cardiovascular ................56 Los vasos sanguíneos La sangre............................................................58 Las células sanguíneas El plasma Algunas alteraciones de la sangre La circulación sanguínea......................................60 Ciclo cardíaco Ciencia sin fin Los caminos de la sangre..................................61 Alteraciones del sistema circulatorio.....................62 El sistema linfático..............................................63 Circulación linfática 3 BIO4_Preliminares_(001-006).indd 3 11/20/13 4:25 PM 4 Alimentación, salud y cultura Punto de partida ..................................................71 Comidas, alimentos y nutrientes...........................72 Funciones de los nutrientes Composición nutricional de los alimentos..............74 Composición química Cantidad de nutrientes Nutrición en cada etapa de la vida........................76 Alimentación en la adolescencia Alimentación saludable........................................78 Guías alimentarias para la población argentina Hábitos alimentarios y calidad de vida..................80 Ciencia sin fin La cultura alimentaria también tiene su historia ...81 Enfermedades nutricionales ................................82 Desnutrición Obesidad Déficit o exceso de un nutriente Trastornos de la alimentación ..............................84 Anorexia y bulimia El hambre, un problema mundial ..........................86 Pobreza y nutrición Puntos de vista La dieta de los omnívoros..................................88 La dieta de los vegetarianos..............................89 Actividades finales..............................................90 capítulo sección ii 5 · metabolismo celular Transformaciones de materia y energía en las células Punto de partida ..................................................91 La célula como sistema abierto............................92 Reacciones químicas y energía El metabolismo celular.........................................94 El ATP, la “moneda” de la energía.........................96 Energía de activación en las reacciones químicas...97 Metabolismo y enzimas.........................................98 Puntos de vista Venenos que matan........................................106 Venenos que curan.........................................107 Actividades finales............................................108 6 Obtención y aprovechamiento de nutrientes en las células Punto de partida ................................................109 Fotosíntesis: un ejemplo de anabolismo..............110 La fase lumínica o fotoquímica: obtención de energía La fase oscura o biosintética: síntesis de materia orgánica Factores que afectan la fotosíntesis ...................112 Quimiosíntesis: otra forma de anabolismo ..........113 Respiración celular: un ejemplo de catabolismo ...114 Respiración aeróbica Respiración anaeróbica Fermentación Eficiencia energética de la respiración ................118 Fotosíntesis versus respiración ..........................119 Distintas formas de nutrición Entrada y salida de materia en las células ..........120 La estructura de la membrana celular El transporte a través de la membrana El transporte en masa Ciencia sin fin Límite natural.................................................123 Puntos de vista Bebidas energizantes......................................124 Bebidas deportivas.........................................125 Actividades finales............................................126 7 Aplicaciones biotecnológicas Punto de partida ................................................127 Biotecnología.....................................................128 Biotecnología tradicional Biotecnología moderna Modificación genética de los organismos............130 © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 capítulo Ejercicio saludable............................................68 Ejercicio excesivo.............................................69 Actividades finales..............................................70 capítulo Puntos de vista Estructura de las enzimas Características de las reacciones enzimáticas Regulación de la actividad enzimática.................100 Factores que afectan la actividad enzimática Nomenclatura de las enzimas y medida de la actividad enzimática..................................102 Cofactores y coenzimas.....................................103 Enzimas y enfermedades metabólicas.................104 Ciencia sin fin El descubrimiento de las enzimas.....................105 capítulo La excreción en el ser humano.............................64 Órganos de la excreción Sistema urinario Función renal Formación de la orina Control de la función renal Afecciones renales 4 BIO4_Preliminares_(001-006).indd 4 11/20/13 4:25 PM Puntos de vista Petróleo y bacterias devoradoras.....................140 Petróleo y dispersantes químicos ....................141 Actividades finales............................................142 © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 capítulo sección iii 8 · materia y energía en los ecosistemas Ecosistemas como sistemas abiertos Punto de partida ................................................143 Los ecosistemas................................................144 Límites de los ecosistemas Composición y organización en los ecosistemas Energía y materia en los ecosistemas.................146 Energía en los ecosistemas Materia en los ecosistemas Organización en un ecosistema..........................148 Niveles tróficos Redes tróficas Flujo de energía en los ecosistemas...................150 Pérdida de energía entre niveles Ciclos en los ecosistemas..................................151 Ciclos de la materia en los ecosistemas..............152 Ciclo del agua Ciclo del carbono Ciclo del nitrógeno Ciclo del fósforo Ciclo del azufre Otros elementos esenciales Equilibrio en los ecosistemas.............................156 Ciencia sin fin Experimentos naturales ecológicos...................157 Puntos de vista El lado “bueno” del dióxido de carbono ............158 El lado “malo” del dióxido de carbono ..............159 Actividades finales............................................160 capítulo 9 Eficiencia energética de los ecosistemas Punto de partida ................................................161 Ecosistemas: sistemas con “economía”..............162 Biomasa Productividad.....................................................164 Factores que limitan la productividad primaria.....165 Luz Agua y temperatura Nutrientes Eficiencia ecológica............................................168 Pirámides Productividad y flujo de energía..........................170 Productividad en diferentes ecosistemas Ecosistemas y servicios.....................................172 Ciencia sin fin La ecología y los modelos matemáticos ...........173 Puntos de vista Aves y ambientes saludables...........................174 Aves y ambientes contaminados......................175 Actividades finales............................................176 capítulo Ingeniería de vías metabólicas bacterianas Producción y usos de enzimas microbianas.........132 Telas, detergentes y papel Industria alimentaria Industria farmacéutica y biotecnología................134 Ciencia sin fin ADN recombinante que hace historia................135 Producción de combustibles...............................136 Minería y biotecnología.......................................137 Biomonitoreo y biorremediación..........................138 Biomonitoreo Biorremediación 10 Dinámica de los ecosistemas Punto de partida ................................................177 Comunidad biológica .........................................178 Atributos estructurales Atributos funcionales Atributos y estudios ecológicos Sucesión ecológica............................................180 Disturbios Tipos de sucesiones..........................................182 Mecanismos de una sucesión............................183 Sucesiones primarias.........................................184 Isla Surtsey Islas del Delta del Paraná Sucesiones secundarias....................................186 Pastizales pampeanos Los bosques patagónicos Atributos de una comunidad durante una sucesión.....................................................188 Ciencia sin fin Investigación y ecología aplicada......................189 Biomas ............................................................190 Bosques y selvas Pastizales, sabanas y estepas Puntos de vista Hay más biodiversidad....................................192 Hay menos biodiversidad.................................193 Actividades finales............................................194 5 BIO4_Preliminares_(001-006).indd 5 11/20/13 4:25 PM capítulo 11 Agroecosistemas Punto de partida ................................................195 Características de los agroecosistemas .............196 Tipos de agroecosistemas Ganadería ........................................................197 Agricultura.........................................................198 Agricultura tradicional y agricultura moderna El cultivo de la soja en nuestro país Ecosistemas naturales y agroecosistemas..........200 La energía en los cultivos La energía en la ganadería Desventajas de los agroecosistemas..................202 Suelos Aguas Impacto sobre la biodiversidad...........................204 Agroquímicos Reducción del impacto de los agroecosistemas....206 Cultivos orgánicos Control biológico de plagas Formas alternativas de cultivo Desarrollo sustentable........................................208 Ciencia sin fin La biodiversidad y los bancos de germoplasma.................................................209 Puntos de vista Proyectos Para aprender entre todos..................................213 ¿Qué es un proyecto?........................................214 Proyecto 1 Recopilar recetas… con salud............................215 Proyecto 2 Informar… adelantos biotecnológicos bien argentinos..................................................219 Proyecto 3 Argumentar… por un ambiente mejor..................223 Experiencias Para realizar entre todos....................................227 ¿Por qué experiencias?.....................................228 Exp. inicial. Procedimientos científicos...............229 1. Fotosíntesis...................................................230 2. Espirómetro...................................................231 3. Pulso arterial.................................................232 4. Vitamina C en los alimentos...........................233 5. Actividad enzimática......................................234 6. Transporte a través de membranas.................235 7. Biogás...........................................................236 8. Compost.......................................................237 9. Horno solar...................................................238 10. Ciclo del agua en el ecosistema....................239 11. Mini-agroecosistema....................................240 © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Agricultura industrial.......................................210 Agricultura sustentable...................................211 Actividades finales............................................212 6 BIO4_Preliminares_(001-006).indd 6 11/20/13 4:25 PM
