OLIMPIADASCOSTARRICENSESDECIENCIASBIOLÓGICAS PROGRAMACATEGORÍAA IUNIDADNATURALEZADELAVIDA TEMA 1. ORGANIZACIÓN DELAVIDA, SUSTANCIAS QUÍMICASDELA MATERIAVIVA OBJETIVOS A. Definireinterpretarel conceptodelasciencias biológicasysuimportancia. B. Reconocerlosprincipales aportesdelasciencias biológicasaciencia, tecnologíaysociedad. C. Reconocerlascaracterísticas queidentificanalosseres vivos. D. Distinguirlasjerarquíasde organizaciónbiológicaen nivelesindividual,ecológico ytaxonómico. CONTENIDOS a. Definicióneinterpretacióndelatrascendenciadelasciencias biológicas. a. Definición,importanciaycampodeestudiodelassiguientesramas científicas:zoología,botánica,ecología,biologíacelularymolecular, fisiología,genética,microbiología;asícomodesusprincipales disciplinas. b. Importanciadelosaportesfundamentalesdelascienciasbiológicasa laciencia,tecnologíaysociedad. b. Alcancesdelossiguientesaportescientíficosrelacionadosconlas cienciasbiológicas:mapeodelgenomahumano,recombinaciones genéticas,manejoyconservacióndelosrecursosnaturales, reconstruccionesfilogenéticas. c. Caracterizacióndelaspropiedadesycapacidadesfundamentalesde losseresvivos:composiciónbioquímicacelular,crecimiento, desarrollo,metabolismo,movimiento,reacciónaestímulos, reproducción,facultadesevolutivasyadaptativas,transmisiónde señalesquímicasyeléctricas. d. Distinción,comprensióneinterrelacióndelossiguientesnivelesde organizaciónbiológica: Nivelesdeorganizaciónindividual: o Nivelquímico: o Átomos. E.Comprenderlaimportanciae interrelacióndecadanivelde organizaciónbiológica. o Moléculas. Nivelbiológico: o Célula. o Tejido. o Órgano. o Sistema. o Organismo. Nivelesdeorganizaciónecológica: o Población,comunidad,ecosistema,biosfera. Nivelesdejerarquíataxonómica: o Dominios,reinos,filum,subfilum,clase,orden,familia, géneroyespecie. 2. SUSTANCIAS QUÍMICASDELA MATERIAVIVA A. Analizar las funciones, propiedades y composición química básica de biocompuestos orgánicos (lípidos, carbohidratos, proteínas, ácidos nucleicos) y del agua como constituyentesdelascélulas yquepermitenlosprocesos biológicos. B. Distinguir los compuestos orgánicos de importancia biológica según los elementosquelescomponen y las principales característicasdelosenlaces entresusmonómeros. a.Funcionesbiológicas,composiciónquímicayprincipalespropiedades delosconstituyentesquímicosdelascélulas: Lípidos: o Grasasneutras(glicerol,ácidosgrasos:saturadose insaturados). o Fosfolípidos. o Isoprenos(carotenoides). o Esteroides(colesterol,cortisol). Carbohidratos: o Monosacáridos(ribosa,desoxirribosa,glucosa,fructuosa, galactosa). o Enlaceglucosídico(formación,hidrólisiseidentificación química). o Disacáridos(sacarosa,maltosa). o Polisacáridos(almidón,glucógeno,celulosa). Proteínas: o Aminoácidos(estructura,polaridad). o Enlacepeptídico(formación,hidrólisiseidentificación química). 3.LASCELÚLAS: UNIDADESDEVIDA, PRINCIPALES FUNCIONES A. Explicarlaimportanciaylas particularidadesdelas célulasbiológicas,asícomo suorganizacióny estructuración. Nivelesdeorganización(estructuraprimaria,secundaria: hélicealfayláminaplegadabeta,terciaria,cuaternaria). o Desnaturalización. Ácidosnucleicos o ADN. o ARN(ARNm,ARNt,ARNr). o ATP. o NADH. o Enlacefosfodiéster(formación,hidrólisiseidentificación química). Agua: o Papelenlafotosíntesis. o Capacidaddesolvente. o Propiedadesfísicasyquímicas(polaridadmolecular, hidrofiliaehidrofobia,capilaridad,tensiónsuperficial, enlacesintermoleculares,calorespecíficoylatente). o a.Lacélulacomounidadbásicadelavida: Teoríacelular,desarrollohistóricoyrelevancia. o Organizacióncelular: Membranaplasmática. Organelos. Característicasfundamentalesdelascélulasprocariotasyeucariotas. Implicacionesdeltamañoyformacelularenelmantenimientodesus condicionesvitales. Característicasyfuncionamientodelmicroscopioelectrónicoyóptico comoherramientasindispensablesenelestudiodelascélulas. B. Diferenciar la estructura tridimensional del ADN, de los cromosomas, genes y b.Estructuratridimensionaldemacromoléculas: OrganizacióndelADN. cariotipos y su importancia biológica. Cromosomas. Genes. Cariotipos. C. ComprenderlastresLeyesde laTermodinámica(entropía, laconservacióndemasay energíayentalpía)yel funcionamientodelos reguladoresquímicos denominadosenzimas. c. Definición,caracterización,importanciabiológicaeinterpretaciónde losprincipalesfactoresqueinfluyenenlaacciónenzimática: Capacidadcatalítica. Energíadeactivación. Cinéticademoléculas. Complejoenzima‐sustrato. Especificidad. Cofactores,apoenzimas,coenzimas. Eficaciaversuscondicionesóptimas. Inhibición. D. Reconocer einterpretarlas generalidadesdelos mecanismosdedefensa internaenlosanimales. d.Mecanismosdedefensa: Respuestasinmunitariasespecíficaseinespecíficas. Accióndelosanticuerposyantígenos. o Estructurabásicadeunanticuerpo. o Procesodelreconocimientodelosanticuerposyantígenos. o Principalescélulasdelsistemainmunitario(linfocitosTyB, desarrolloyfunción). E. Asociaralípidosyproteínas conlaregulaciónendocrina medianteacciones e. Acciónhormonaldealgunoslípidosyproteínas,funciónbiológica, caracterizaciónyclasificación: Hormonasesteroideas(cortisol,progesterona,testosterona,estradiol). hormonalesindispensables paralosprocesosvitales. F. Identificar las funciones de vitaminasyminerales. F. Diferenciar entre las vitaminas hidrosolubles y liposolubles. F. Describir los efectos y características de una inadecuada nutrición en el serhumano. f. Hormonaspeptídicas(oxitocina,antidiurética,insulina,hormonasde crecimiento). Secreciónhormonalreguladamedianteretroalimentaciónnegativa. Glándulasendocrinasqueliberanlashormonasesteroideasy peptídicas. Principalesaccionesdelashormonasesteroideasypeptídicas. Tejidoblancodelashormonasesteroideasypeptídicas. Sustanciasesencialesparalavida: Vitaminasliposolubles:A,D,E,K. o Acciones,efectodesudeficienciayfuentes. Vitaminashidrosolubles:C,complejoB. o Acciones,efectodesudeficienciayfuentes. Minerales:Ca,P,S,K,Na,Cl,Mg,Cu,I,Mn,Fe,F,Zn,Se. o Funcionesbiológicasyfuentesprincipales. Característicasyconsecuenciasdelosdesequilibriosenel metabolismoenergético: o Obesidad. o Malnutrición. o Anorexia. o Bulimia. o Trastornodekwashiorkor. Importanciadeunadietaadecuadaybalanceada,consumodeagua, mineralesyvitaminas. G. Analizarydiferenciarla g.Características,componentescelularesypapelbiológicosdelascélulas: diversidadcelulardeacuerdo Procariota. consuscomponentes, característicasypapel Eucariota: biológicodecadacélula. o Vegetal. o Animal. H. Reconocerlasgeneralidades h.Definiciónyestructuradelosvirus. delosvirus,viriones,priones ybacteriófagos;asícomosu h.Ciclosreproductivosdelosvirusysusfases: importanciabiológicacomo Ciclolítico. causantesdedistintas enfermedades. Ciclolisogénico. h.Conceptoyparticularidadesdelosviriones,prionesybacteriófagos. h.Caracterizacióneidentificacióndelasenfermedadescausadasporlos virusde: ADN: o Herpesvirus. o Adenovirus. o Papovavirus. ARN: o Togavirus. o Ortomixovirus. o Paramizovirus. o Retrovirus. I.Analizarycomprenderlas funcionesypropiedadesdelos procesosytransformacionesde lamateria‐energíaquelacélula llevaacaboparacumplirconsus actividades. i.Principiodetransmisióndeenergíaydifusióndeacuerdoconel gradientedeconcentración. i.Definicióndemetabolismo,anabolismoycatabolismo,desusfunciones ypropiedades. i.Aplicacióndelosconceptosrelacionadosconelmetabolismoalos procesosbiológicosllevadosacaboenlacélula: J.Reconocerlasfuncionesylos mecanismosquerigenel transportecelulardesustancias comounaspectoesencialparala vida. Ejemplosdeoxidaciónyreduccióndesustancias. j. Definicióneimportanciadeltransportecelular. j. Funcióndelasmembranaseneltransportecelular. j. Definiciónycaracterizacióndelostransportesmembranales: Transporteactivoypasivo. Endocitosisyexocitosis. j. Manejodelosconceptosinvolucradosenlostransportesmembranales deacuerdoconlosmecanismosrelacionadosconelmetabolismoy otrosprocesosvitalesdelacélula. K.Concebirlosprocesos metabólicosydetransporte celularcomomecanismos fundamentalesparael mantenimientodelavida. k.Importanciayconceptodelanutrición. Síntesisclorofílica,fasesdecapturadeluz,deCO2. K.Reconocerlosmecanismos metabólicoselementalesparala vidaysuscaracterísticas Síntesisdecarbohidratos. Quimiosíntesis. k.Trascendenciabiológicaycaracterizacióndelanutriciónautótrofa: k. Trascendenciabiológicaycaracterizacióndelanutriciónheterótrofa: principales,asícomosu importanciabiológica. L. Detallarlafunción,procesos eimportanciadelascélulas germinalesenla reproducciónhumana,enla perpetuacióndelasespecies ylaresponsabilidadpersonal ycolectivadelaumentodela población. Respiraciónaerobiayanaerobia: o Glucólisis. o Fermentación(láctica,acéticayalcohólica). o Respiraciónaerobia(ciclodeKrebsycadenarespiratoria). l. Importanciadelcódigogenéticoydeldogmacentraldelabiología. l. DescripciónyreconocimientodelosprocesosrelacionadosalADN: Duplicación,Transcripción,traduccióndelARN,síntesisproteica. AlteracionesenlasíntesisdelADN: o Mutaciones(conceptoeidentificacióndelostipos:génicas, cromosómicasygenómicas),factoresqueintervienenenla inducciónamutaciones,importanciabiológicayprevención. l.Reconocimientoydescripcióndelosmecanismosyfasesde autoperpetuación: Ciclocelular: o Interfase,reproduccióncelular(divisiónnuclear),mitosis, meiosisycitocinesis. Característicasdelasalteracionesdelciclocelular(cáncer), prevenciones. l.Particularesyetapasdelagametogénesishumana:ovogénesisy espermatogénesis. l.Acciónhormonaldurantelafecundaciónyenlagametogénesis, reconocimientodelafunciónydeltipodehormonasqueparticipanen esosprocesos. l.Etapasdelafecundaciónydelaformacióndelembrión. l.Manejodelamaternidadypaternidadresponsableysostenidamente. IIUNIDADCONTINUIDADDELAVIDA TEMA 1. HERENCIA MENDELIANA OBJETIVOS A. Discutir los aportes de Gregor Mendel en el avance delascienciasbiológicasyen el establecimiento de los principios que rigen la genética. B. Diferenciarlosconceptosyla aplicación de los siguientes términos: alelo, locus, genotipo, fenotipo, dominante, recesivo, homocigotoyheterocigoto. C. Aplicar los principios de Mendel para resolver y predecir problemas de genética que implican CONTENIDOS a.AportesdeGregorMendel: ContextohistóricoeneldesarrollohistóricodelosPrincipiosde Mendel. MetodologíaempleadaporGregorMendelensudescubrimientoy planteamientodesusPrincipios. b.Conceptoyaplicacióndelossiguientestérminos: Alelo. Locus. Genotipo. Fenotipo. Dominancia. Recesividad. Homocigoto. Heterocigoto. c.Resolución,predicciónyanálisisdeproblemasgenéticosconcruces: Monohíbridos. Dihíbridos. cruzamientosmonohíbridos, dihíbridos. 2. HERENCIA NO A. Reconocerlosprincipiosde MENDELIANA losprocesosgenéticosno mendelianosysu importancia. B. Resolver,predeciryanalizar crucesnomendelianosde herencialigadaalsexo, sistemasdealelosmúltiplesy herenciaintermedia. 3. MANIPULACIÓN DELAHERENCIA C. Evaluarlosefectosdela selecciónnaturalysexual,de laendogamiaydela exogamiaenunapoblación paralaoriginarlíneas genéticasmejoradas. A. Analizarlaimportanciaylas implicaciones de la biotecnología, como parte delprocesodedesarrollodel conocimientoyaplicaciónde las ciencias biológicas, especialmentegenética,yen latecnología. a.Caracterización delosprocesosgenéticosnomendelianosysu importancia. b.Resolución,predicción,identificaciónyanálisisdecrucesno mendelianosde: Herencialigadaalsexo. Herenciaintermedia. Sistemadealelosmúltiples. HerenciadegrupossanguíneosyfactorRh c.Efectosdelaselecciónnaturalysexual,delaendogamiayexogamiaen laspoblacionesyenelorigendelíneasgenéticasanimalesyvegetales mejoradas. a.Concepto,importancia,implicacionesyaplicacionesde: Selecciónartificial. Mutacióninducida. Organismostransgénicos. Organismosclonados. Inseminaciónartificial. FecundacióninVitro. 4. HERENCIA EVOLUCIÓN Y A. Analizarlaparticipacióndela herencia genética en la capacidadderespuestadelos organismos ante el ambiente y comprender los fundamentos de la evolución biológica MapeodelGenomaHumano. a. Reconocimientodelpapeleimportanciadelasvariacionesheredables enlaevoluciónbiológicaycomorespuestaalambienteysus requerimientos. a.Identificacióndelasfuentesgenéticasdevariabilidad:reproducción sexualymutacionesydesuimportancia. IIIUNIDADEVOLUCIÓNYBIODIVERSIDAD. TEMA 1.ESPECIACIÓN OBJETIVOS A. Distinguir las limitaciones biológicasenladefiniciónde especie. B. Explicarlaimportanciadelos mecanismos de aislamiento reproductivo y distinguir entre las diferentes barreras precigóticasyposcigóticas. C. Analizar los mecanismos de especiación alopátrica y simpátrica. 1. EVIDENCIAS DEL A. Analizar las principales PROCESO evidencias del proceso EVOLUTIVO evolutivo. CONTENIDOS a.Conceptosbiológicosdeespecieylimitacionesencadauno. b.Tipos,causasyconsecuenciasdelosmecanismos deaislamiento reproductivoentreespecies. b.Tipos,causasyconsecuenciasdelasbarrerasprecigóticasy poscigóticasenelaislamientoreproductivoentreespecies. c.Concepto,caracterizaciónyejemplosdeespeciaciónalopátricay simpátrica. a.Reconocimientodelossiguientestiposdeevidenciasdelproceso evolutivo: Embriológicas. Anatómicas. Paleontológicas. Bioquímicas. Extinciones. TEORÍASSOBREELORIGENDELASESPECIES Usoydesusodelosórganos(Lamark) SelecciónNatural(DarwinyWallace) Mutaciones(H.DeVries,BatesonyMorgan) TeoríaSintética(T.Dobzhansky). Gradualismo Equilibriopuntuado(Gould,Eldredge) HIPÓTESISSOBREELORIGENDELASESPECIES Cosmozoica(Panspermia). Generaciónespontánea. Origenquimiosintético. 2. LA A. Analizar la necesidad de BIODIVERSIDAD BIODIVERSIDAD Y inventariar la riqueza Clasificacióndelosseresvivos LOS INVENTARIOS biológica DE LAS FORMAS REINOSBIOLÓGICOS DEVIDA (Whittaker) IVUNIDADHOMEOSTASISDELINDIVIDUO TEMA 1. EQUILIBRIODEL CUERPOHUMANO OBJETIVOS CONTENIDOS A. Analizar el equilibrio del CAUSA, TRATAMIENTO, Y PREVENCIÓN DE ENFERMEDADES cuerpo humano, los OCASIONADASPOR: factores que lo alteran, Virus,bacterias,protozoariosyotrosorganismos(herpes, enfermedades y su gonorrea,sífilis,malaria,paludismo,ascariasis,neumonía, prevención. hepatitis,meningitis,cólera,dengue) Trastornosinmunológicos(Sida) Alergias:asma Ingestióndesustanciasadictivas(nicotina,alcohol,marihuana, morfina,heroína,cocaína,anfetaminasybarbitúricos). MALFORMACIONESCONGÉNITASYENFERMEDADESCONGÉNITAS cardiopatíascongénitas,espinabífida,glaucomacongénitoy cataratacongénita,fisuradellabio,paladarhendido,hipertensión arterial,diabetes,sordera,estadosintersexuales VUNIDADHOMEOSTASISDELANATURALEZA TEMA 1. ARMONIA EN LA NATURALEZA OBJETIVOS A. Analizarlaorganización delasdiversasformasde vida,suinterrelaciónyla queestablecenconlos componentesdelentorno ylasimplicacionesque estasgeneran. CONTENIDOS ECOSISTEMAS COMPONENTESBIÓTICOS COMPONENTESABIÓTICOS Organizacióndeloscomponentesbióticos POBLACIONES Densidad:Natalidad,Mortalidad,Migración Relacionesdentro(intra)yentre(inter)poblaciones (Reproductoras,protectoras,competencia,depredación, mutualismo,comensalismo,otros) COMUNIDADES Sucesión 5. EQUILIBRIODE LOSECOSISTEMAS A. Analizar procesos termodinámicos y biogeoquímicos y su determinación en el equilibriodelambientey en el mantenimiento de lavidaenelplaneta. B. Analizar diferentes ecosistemas, zonas de vida, formaciones vegetales y su relación con la diversidad biológicadeunaregión. FLUJODEMATERIAYENERGÍA PrimeraysegundaleydelaTERMODINÁMICA ENTROPÍA NIVELESTRÓFICOS PRODUCTORES CONSUMIDORES DESCOMPONEDORES CADENASALIMENTARIAS Cadenasyredesalimenticias Pirámides CICLOS BIOGEOQUÍMICOS(carbono,oxígeno,nitrógeno,azufre,fósforoy agua). SUCESIÓNECOLÓGICA (Homeostasisdelaspoblacionesycomunidades). TIPOSDEECOSISTEMAS: NATURALES:terrestresyacuáticos. ARTIFICIALES:agrícolas,piscícolasyurbanos. FORMACIONESVEGETALES(terrestres): Páramosubalpino. Bosquemuyhúmedosiempreverde(bosquedealtura). Bosqueestacionalsemideciduo. Matorralespinosoysabana. Bosquedeciduoybosquesdegalería. Bosquedemanglar ZONASDEVIDA ZonasdevidadeCostaRica. ClasificacióndezonasdevidasegúnL.Holdridge. Característicasgeneralesdelaszonasdevida: BosqueSecoTropical. BosqueHúmedoyMuyHúmedoTropical. BosquePremontanoHúmedo,MuyHúmedoyPluvial. BosqueMontanoBajoHúmedo,MuyHúmedoyPluvial. BosqueMontanoMuy HúmedoyPluvial. BosquePluvialSubalpinooPáramoSubalpino ECOSISTEMASYHÁBITATSMARINOS Pastosmarinos Playasarenosasyrocosas Aguasoceánicas VIUNIDADCONSTRUYAMOSELFUTURO TEMA 1. DESARROLLO EN ARMONÍA CON LA NATURALEZA OBJETIVOS CONTENIDOS A. Analizarlascausasylas DESARROLLOSOSTENIBLE consecuenciasdela Factoresquealteranelbalancedelanaturaleza: degradacióndel ambiente,asícomola Incrementodelapoblaciónhumana responsabilidadpersonal Contaminación ycolectivaenla restauracióndelentorno yeldesarrollosostenible Deforestación Pescairresponsable Inundaciones Otros Consecuenciasdeladegradacióndelambienteenlosecosistemas Principalespolíticasestataleseinternacionalesdestinadasacontrolarla problemáticaambiental CreacióndeÁreasdeConservación Importanciadelasáreasdeprotegidasydeloscorredoresbiológicos. Definicióneintencionalidadde: ParquesNacionales ParquesMarinos Reservasforestales ReservasBiológicas RefugiosNacionalesdeVidaSilvestre(RefugiosdeFaunaSilvestre) Aplicaciónracionalypositivadelosadelantoscientífico‐tecnológicos.