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ÁREA BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Docentes: Lic. Roque YAPURA Lic. Oscar PUCA Farm. Gustavo DOMÍNGUEZ Lic. Celeste BACA Prof. Héctor GALLARDO Lic. Daniela CHOQUE Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación Introducción El conocimiento de la naturaleza de la vida ha progresado en las últimas décadas de forma muy acelerada y en la Biología actual las fronteras de la investigación se han ido desplazando. Del conocimiento de los seres vivos completos (cómo viven, dónde se encuentran, cómo se reproducen), se ha pasado a la comprensión de los niveles celulares y moleculares, intentando interpretar las características de los fenómenos vitales en términos de las sustancias que los componen. De ahí el desarrollo de las nuevas ramas: Biología y Fisiología celular, Bioquímica, Genética molecular, etc., que utilizan, a su vez, nuevas técnicas de investigación microscópica, ultramicroscópica, física y química. Los contenidos mínimos propuestos se centraron especialmente a nivel celular de tal forma cuando los alumnos comiencen con la cursada de la materia tengan incorporados los conocimiento básico y de esta manera se pretende minimizar el impacto que se genera en la deserción de los alumnos durante los primeros meses. Además permitirá a los alumnos entablar un vínculo con el docente que se reflejará en el acompañamiento de los alumnos durante la cursada de estas materias. La responsabilidad del futuro está enteramente en las manos de cada uno. Todo es posible… TEMA 1: CÉLULA La materia viva, se encuentra organizada en unidades elementales dotadas de vida propia denominadas células. La rama de la Biología que estudia las células se denomina Citología. ¿QUÉ ES LA CÉLULA? La célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética de todos los seres vivos. Unidad morfológica: porque cada tipo celular (procariotas: bacterias y eucariotas: plantas y animales) poseen caracteres morfológicos que la distinguen como tal, por ej, las células vegetales poseen caracteres morfológicos (forma, tamaño, longitud, cantidad, etc) diferentes de las animales y de las procariotas. Unidad fisiológica: porque la célula realiza todas las funciones relacionadas con la producción u obtención de alimentos, entre ellas la nutrición Autótrofa propia de las células eucariotas vegetales. Unidad genética: porque transmite los caracteres hereditarios de una célula a otra a través de su ADN. Los organismos (unicelulares o pluricelulares) están clasificados en dos grandes grupos según el tipo de célula que los compone: Células Procariotas o Células Eucariotas. Células procariota Se llama procariotas (pro: antes de; karion: núcleo) a las células sin núcleo celular diferenciado, es decir, cuyo material genético se encuentra disperso en el citoplasma, reunido en una zona denominada nucleoide. Guía de Nivelación 2016 2 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación Este tipo de célula es característico de las bacterias y consta de: - Citoplasma: de aspecto viscoso, y en su zona central aparece un nucleoide que contiene la información genética (ADN) y además se encuentran ribosomas, que son estructuras que tienen la función de fabricar proteínas. - La membrana plasmática presenta pliegues hacia el interior que son los mesosomas, y está relacionado con la división de la célula. - Pared celular formada de Peptidoglucano, se encuentra fuera de la membrana brindándole protección. Las células procariotas pueden tener distintas estructuras que le permiten la locomoción, como por ejemplo flagelos (filamentos largos) y fimbrias o pili (son como unos pelitos cortos) las cuales son necesarias para adherirse a las células de un organismo y provocar su infección. Célula procariota Células eucariotas Tienen un núcleo verdadero, delimitado por una envoltura membranosa, en cuyo interior se halla el material genético o ADN, por lo que está separado del resto del material de la célula. Tienen orgánulos membranosos en su interior (aparato de Golgi, retículo endoplasmático, etc.). Las células eucariotas: 1) animales y 2) vegetales que se diferencian en los orgánulos y en la forma de nutrirse. Guía de Nivelación 2016 3 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy Guía de Nivelación 2016 ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación 4 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación Semejanza y diferencia de organelas entre célula animal y vegetal Núcleo Está rodeado por una membrana doble llamada membrana nuclear, la misma que posee unos poros o aberturas a través de las cuales algunas moléculas pasan desde el núcleo al citoplasma y viceversa. Dentro del núcleo se encuentra una estructura de forma irregular llamada nucléolo. Dentro del nucléolo se forma y almacena el ARN, ácido nucleico muy importante para la síntesis de las proteínas. Guía de Nivelación 2016 5 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación Organelas citoplásmaticas En el citoplasma tienen lugar la mayor parte de las reacciones metabólicas de la célula. El citosol es el medio acuoso del citoplasma que engloba numerosas estructuras especializadas llamadas organelas. Las formaciones más importantes que se encuentran en él son: • El retículo endoplasmático. • Ribosomas. • El complejo o aparato de Golgi. • Lisosomas. • Mitocondrias. • Plastos. El retículo endoplasmático (RE) Es una red de túbulos y vesículas aplanadas llamadas cisternas y que están intercomunicadas formando capas concéntricas al núcleo y protegido por una membrana de la misma estructura que la membrana plasmática que permiten el intercambio con el núcleo a través de la membrana nuclear. El espacio interior se llama lumen. Se pueden distinguir dos tipos de retículo: 1. El Retículo endoplasmático rugoso (R.E.R.) presenta ribosomas unidos a su membrana. En el se realiza la síntesis proteíca. Las proteínas sintetizadas por los ribosomas, pasan al lúmen del retículo y aquí maduran hasta ser exportadas a su destino definitivo. 2. El retículo endoplásmico liso (R.E.L.), carece de ribosomas y esta formado por túbulos ramificados y pequeñas vesículas esféricas. En este retículo se realiza la síntesis de lípidos. Retículo endoplasmático rugoso (R.E.R.) Retículo endoplásmico liso (R.E.L.) Ribosomas: Son gránulos constituidos por proteínas asociadas al ARN que se encuentran adosadas al retículo endoplasmático. Cada uno está subdividido en dos subunidades adosadas y de diferente tamaño. Mitocondrias Llevan a cabo las reacciones químicas que liberan energía que se usa en las actividades celulares. Las mitocondrias tienen una doble membrana. La externa no se pliega, mientras que la interna se pliega para formar proyecciones llamadas crestas. En las crestas ocurren reacciones químicas que liberan energía de los alimentos. Guía de Nivelación 2016 6 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación Aparato de Golgi Es una organela que se encarga de la distribución y el envío de los productos químicos de la célula, prepara los materiales para que sean liberados por la célula hacia el espacio intercelular, mediante el proceso de secreción. El aparato de Golgi tiene aspecto de una pila de sacos vacíos formado por membranas. Lisosomas Los lisosomas son pequeñas vesículas formadas por el retículo endoplasmático rugoso que contienen enzimas digestivas. Las enzimas digestivas facilitan el rompimiento de moléculas grandes como los almidones, lípidos y proteínas Los lisosomas tienen como función digerir las partículas extrañas que entran a las células como las bacterias. Organelas en células vegetales Hay ciertos organelos que solo se encuentran en células vegetales. En una célula vegetal, una vacuola puede ocupar casi todo el espacio y empujar el citoplasma hacia la membrana de la célula. Estas vacuolas almacenan sustancias como azúcares, minerales y proteínas. Plastidios Son organelos de células vegetales. Los plastidios pueden producir productos químicos o almacenar alimentos y pigmentos. Cloroplastos Guía de Nivelación 2016 7 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación Es el plastidio más común de las plantas verdes. Función En el cloroplasto tiene lugar la fotosíntesis, en la que se aprovecha la energía solar para producir moléculas (ATP) y moléculas reductoras (NADPH) que se utilizan para sintetizar moléculas orgánicas. ESTRUCTURA INTERNA Presentan tres sistemas de membranas: • envoltura con 2 membranas una externa y otra interna • La membrana tilacoides, se localiza en el interior del cloroplasto y está altamente plegada para formar los tilacoides o sacos aplanados. Se agrupan en pilas de 8 a 10 tilacoides formando la grana. • En un cloroplasto podemos encontrar de 40 a 60 granas. La clorofila atrapa la energía solar que la célula vegetal usa para elaborar su alimento. Pared celular Toda célula vegetal contiene una estructura fuera de la membrana celular llamada pared celular. La pared celular es la que da forma y rigidez a la célula vegetal. Se compone mayormente de celulosa, que es un carbohidrato complejo. Funciones de la Pared Celular • Cada pared celular está unida a la pared de las células vecinas y entre todas constituyen un armazón que da consistencia a los distintos órganos de las plantas. • Brinda soporte mecánico a las células y por ende, a los tejidos, a los órganos y a la planta misma. • En las células vivas las paredes tienen un papel importante como absorción, transpiración, traslocación, secreción y reacciones de reconocimiento y defensa contra bacterias u otros patógenos producen enfermedad). Guía de Nivelación 2016 8 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación RESUMEN Diferencia entre célula eucariota y procariota Eucariota El material genético ADN, se encuentra dentro de una envoltura nuclear, separado del citoplasma Los ribosomas son de mayor tamaño Poseen organelas celulares membranosos Son pluricelulares (animales y plantas) Procariota El material genético ADN se encuentra dispersos en el Citoplasma No poseen ninguna organela celular membranoso Los ribosomas son de menor tamaño Siempre unicelulares (bacterias) Semejanza entre célula eucariota y procariota Son la unidad anatómica funcional de todos los seres vivos Poseen citoplasma y núcleo Tienen ADN, es decir material genético Composición química de las células La definición de célula nos dice que el 99,5% de su peso está dominado por 6 elementos químicos: el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo; el agua, representa el 70% de su peso. Estos elementos se unen para formar moléculas complejas como hidratos de carbono, las proteínas, los lípidos y los ácidos nucleicos. TRABAJOS PRÁCTICOS TEORIAS DEL ORIGEN DE LA VIDA Desde que el hombre tuvo la capacidad de pensar y de razonar, se empezó a preguntar cómo surgió la vida, surgiendo así uno de los problemas más complejos y difíciles que se ha planteado el ser humano, en su afán de encontrar una respuesta, se intento solucionarlo mediante explicaciones religiosas, mitológicas y científicas, a partir de estas últimas han surgido varias teorías y otras han sido descartadas. El Creacionismo Desde la antigüedad han existido explicaciones creacionistas que suponen que un dios o varios pudieron originar todo lo que existe. A partir de esto, muchas religiones se iniciaron dando explicación creacionista sobre el origen del mundo y los seres vivos, por otra parte, la ciencia también tiene algunas explicaciones acerca de cómo se originaron los seres vivos como son las siguientes. La Generación Espontánea: Desde la antigüedad este pensamiento sé tenía como aceptable, sosteniendo que la vida podía surgir del lodo, del agua, del mar o de las combinaciones de los cuatro Guía de Nivelación 2016 9 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación elementos fundamentales: aire, fuego, agua, y tierra. Aristóteles propuso el origen espontáneo para gusanos, insectos, y peces a partir de sustancias como él roció, el sudor y la humedad. Según él, este proceso era el resultado de interacción de la materia no viva, con fuerzas capaces de dar vida a lo que no tenía. La idea de la generación espontánea de los seres vivos, perduro durante mucho tiempo. En 1667, Johann B, van Helmont, medico holandés, propuso una receta que permitía la generación espontánea de ratones: "las criaturas tales como los piojos, garrapatas, pulgas, y gusanos, son nuestros huéspedes y vecinos, pero nacen de nuestras entrañas y excrementos. Porque si colocamos ropa interior llena de sudor junto con trigo en un recipiente de boca ancha, al cabo de 21 días el olor cambia y penetra a través de las cáscaras del trigo, cambiando el trigo en ratones. Pero lo más notable es que estos ratones son de ambos sexos y se pueden cruzar con ratones que hayan surgido de manera normal..." Algunos científicos no estaban conformes con esas explicaciones y comenzaron a someter a la experimentación todas esas ideas y teorías. Francisco Redí, médico italiano, hizo los primeros experimentos para demostrar la falsedad de la generación espontánea. Logro demostrar que los gusanos que infestaban la carne eran larvas que provenían de huevecillos depositados por las moscas en la carne. Realizó un experimento con 2 frascos de vidrio de boca ancha, en uno colocó carne cruda y la dejó destapada y en el otro hizo lo mismo, pero lo tapó herméticamente y al cabo de varios días observó que al frasco que estaba destapado se había llenado de gusanos y el otro frasco que estaba tapado quedó intacto. Con ello demostró que ningún ser surgía espontáneamente, sino que la aparición de gusanos era producido por las larvas que dejaban las moscas al depositarse en la carne. Louis Pasteur, demostró que el aire es la fuente común de los microorganismos. Todos los seres vivientes, por diminutos que fuesen, procedían de `gérmenes' que flotaban en el aire Realizó un experimento usando tres vasos de vidrio y colocó en su interior sustancias nutritivas. El primer vaso estaba sellado herméticamente, el segundo vaso estaba abierto pero sus cuellos eran angostos y torcidos, como el cuello del cisne, el tercero estaba totalmente abierto. Luego hirvió el líquido durante varios minutos y observó que en el primer vaso no había microorganismos, el segundo vaso permaneció inalterado sin aparecer microorganismos, mientras que en el tercer vaso que estaba abierto los microorganismos del aire invaden el líquido y se reproducen en abundancia. La Panspermia Una propuesta más para resolver el problema del origen de la vida la presento Svante Arrhenius, en 1908. Su teoría se conoce con el nombre de panspermia. Según esta, la vida llego a la Tierra en forma de esporas y bacterias provenientes del espacio exterior que, a su vez, se desprendieron de un planeta en la que existían. A esta teoría se le pueden oponer dos argumentos: 1. Se tiene conocimiento de que las condiciones del medio interestelar son poco favorables para la supervivencia de cualquier forma de vida. Además, se sabe que cuando un meteorito entra en la atmósfera, se produce una fricción que causa calor y combustión destruyendo cualquier espora o bacteria que viaje en ellos. 2. es que tampoco soluciona el problema del origen de la vida, pues no explica cómo se formo esta en el planeta hipotético del cual se habría desprendido la espora o bacteria La Teoría De Oparin- Haldane Guía de Nivelación 2016 10 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación Con el transcurso de los años y habiendo sido rechazada la generación espontánea, fue propuesta la teoría del origen físico-químico de la vida, conocida de igual forma como teoría de Oparin – Haldane. La teoría de Oparin- Haldane se basa en las condiciones físicas y químicas que existieron en la Tierra primitiva y que permitieron el desarrollo de la vida. De acuerdo con esta teoría, en la Tierra primitiva existieron determinadas condiciones de temperatura, así como radiaciones del Sol que afectaron las sustancias que existían entonces en los mares primitivos. Dichas sustancias se combinaron dé tal manera que dieron origen a los seres vivos. En 1924, el bioquímico Alexander I. Oparin publico "el origen de la vida", obra en que sugería que recién formada la Tierra y cuando todavía no había aparecido los primeros organismos, la atmósfera era muy diferente a la actual, según Oparin, eta atmósfera primitiva carecía de oxigeno libre, pero había sustancias como el hidrógeno, metano y amoniaco. Estos reaccionaron entre sí debido a la energía de la radiación solar, la actividad eléctrica de la atmósfera y a la de los volcanes, dando origen a los primeros seres vivos. En 1928, John B.S.Haldane, biólogo ingles, propuso en forma independiente una explicación muy semejante a la de Oparin. Dichas teorías, influyeron notablemente sobre todos los científicos preocupados por el problema del origen de la vida. 8. Condiciones que permitieron la vida Hace aproximadamente 5 000 millones de años se formo la Tierra, junto con el resto del sistema solar. Los materiales de polvo y gas cósmico que rodeaban al Sol fueron fusionándose y solidificándose para formar los todos los planetas. Cuando la Tierra se condenso, su superficie estaba expuesta a los rayos solares, al choque de meteoritos y a la radiación de elementos como el torio y el uranio. Estos procesos provocaron que la temperatura fuera muy elevada. La atmósfera primitiva contenía vapor de agua (H2O), metano (CH4), amoniaco (NH3), ácido cianhídrico (HCN) y otros compuestos, los cuales estaban sometidos al calor desprendido de los volcanes y a la radiación ultravioleta proveniente del sol. Otra característica de esta atmósfera es que carecía de oxigeno libre necesario para la respiración. Como en ese tiempo tampoco existía la capa formada por ozono, que se encuentra en las partes superiores de la atmósfera y que sirven para filtrar el paso de las radiaciones ultravioletas del sol, estas podían llegar en forma directa a la superficie de la Tierra. También había gran cantidad de rayos cósmicos provenientes del espacio exterior, así como actividad eléctrica y radiactiva, que eran grandes fuentes de energía. Con el enfriamiento paulatino de la Tierra, el vapor de agua se condeno y se precipito sobre el planeta en forma de lluvias torrenciales, que al acumularse dieron origen al océano primitivo, cuyas características definieran al actual. 9. ¿Cómo fueron los primeros organismos? Los elementos que se encontraban en la atmósfera y los mares primitivos se combinaron para formar compuestos, como carbohidratos, las proteínas y los aminoácidos. Conforme se iban formando estas sustancias, se fueron acumulando en los mares, y al unirse constituyeron sistemas microscópicos esferoides delimitados por una membrana, que en su interior tenían agua y sustancias disueltas. Estos tipos de sistemas pluricelulares, podemos estudiarlos a partir de modelos parecidos a los coacervados (gotas microscópicas formadas por macromoléculas a partir de la mezcla de dos soluciones de estas, son un posible modelo precelular). Estos son mezclas de soluciones orgánicas complejas, semejantes a las proteínas y a los azúcares. Guía de Nivelación 2016 11 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación Oparin demostró que en el interior de un coacervado ocurren reacciones químicas que dan lugar a la formación de sistemas y que cada vez adquieren mayor complejidad. Las propiedades y características de los coacervados hacen suponer que los primeros sistemas precelulares se les parecían mucho. Los sistemas precelulares similares a los coacervados sostienen un intercambio de materia y energía en el medio que los rodea. Este tipo de funciones también las realizan las células actuales a través de las membranas celulares. Debido a que esos sistemas precelulares tenían intercambio con su medio, cada vez se iban haciendo más complejos, hasta la aparición de los seres vivos. Esos sistemas o macromoléculas, a los que Oparin llamo Protobiontes, estaban expuestos a las condiciones a veces adversas del medio, por lo que no todos permanecieron en la Tierra primitiva, pues las diferencias existentes entre cada sistema permitían que solo los más resistentes subsistieran, mientras aquellos que no lo lograban se disolvían en el mar primitivo, el cual ha sido también llamado SOPA PRIMITIVA. Después, cuando los protobiontes evolucionaron, dieron lugar a lo que Oparin llamo Eubiontes, que ya eran células y, por lo tanto, tenían vida. Según la teoría de Oparin- Haldane, así surgieron los primeros seres vivos. Estos primeros seres vivos eran muy sencillos, pero muy desarrollados para su época, pues tenían capacidad para crecer al tomar sustancias del medio, y cuando llegaban a cierto tamaño se fragmentaban en otros más pequeños, a los que podemos llamar descendientes, estos conservaban muchas características de sus progenitores. Estos descendientes iban, a su vez, creciendo y posteriormente también se fragmentaban; de esta manera inicio el largo proceso de evolución de las formas de vida en nuestro planeta. TRABAJO PRÁCTICO N° 1 ORIGEN DE LA VIDA Después de haber leído todo el texto acerca de las teorías sobre el origen de la vida, conteste las siguientes preguntas: 1) Según Aristóteles cómo surgió la vida? 2) De acuerdo a la teoría de la generación espontánea, ¿cómo surge la vida? 3) ¿Cuál fue la experimentación que realizó el médico científico francisco Redí? a) De acuerdo a sus experimentos ¿pudo demostrar la falsedad de la teoría de la generación espontánea? ¿Cómo? 4) ¿Qué elemento contenía la atmosfera primitiva? 5) ¿A qué se denomina Coacervados? ¿En qué consisten dichas estructuras? 6) ¿Qué demostró Oparin con los coacervados? ¿A qué llamó Protobiontes y a qué llamó Eubiontes? ¿Cómo funcionaban estos seres vivos primitivos? TRABAJO PRÁCTICO N°2: CÉLULA Objetivos Conocer cómo es y cómo funciona una célula. Reconocer los distintos tipos de células según sus características. Guía de Nivelación 2016 12 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación Sistema de presentación Deberán presentar el desarrollo de las preguntas en forma grupal. Apellidos y Nombres: Fecha: Comisión: Preguntas 1) ¿Qué es la célula? 2) ¿Cuál es la función de fimbrias en las celulas procariotas? 3) Dibuje una célula procariota. 4) Dibuje los tipos de bacterias según su forma. 5) Dibuje una célula eucariota vegetal y sus organelas. 6) Dibuje una célula eucariota animal y sus organelas. 7) Realice un cuadro de las diferencias y las semejanzas entre célula eucariota y procariota. Eucariota Diferencia entre célula eucariota y procariota Procariota Semejanza entre célula eucariota y procariota 8) Realice un cuadro de las organelas de la célula vegetal y sus funciones. 9) Realice un cuadro de las organelas de la célula animal y sus funciones. célula vegetal Organela Pared celular Función Rodea a la membrana y contribuye a mantener la forma de la célula, dándole protección y sostén. *Ejemplo de cuadro de célula vegetal célula animal Organela Citoplasma Función Sustancia de consistencia similar a la gelatina, donde se llevan a cabo numerosas reacciones químicas *Ejemplo de cuadro de célula animal 10) ¿Cuáles son las organelas comunes en ambas células? Guía de Nivelación 2016 13 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación Bibliografía Curtis, H. y Barnes, N. S. Invitación a la Biología, 5ª edición, Editorial Médica Panamericana, Madrid, España, 1996. Curtis - Barnes –Schnek y Flores.2006. Invitación a la Biología 6ª. Ed. Buenos Aires Editorial Médica Panamericana. Curtis y Barnes Schnek Massarini .2008. Biología 7ª. Ed. Buenos Aires. Editorial Médica Panamericana. De Robertis- Hib.1998. Fundamentos de Biología Celular y Molecular. 3ª. Ed. Buenos Aires. El Ateneo. Gerad Karp. 2009. Biología celular y molecular conceptos y experimentos. 3a Ed. Editorial McGraw-Hill Paniagua.2007. Biología Celular 3ª edición. Madrid. Mc Graw Hill. Interamericana Guía de Nivelación 2016 14 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOLÓGICOS La materia se encuentra organizada en diferentes estructuras, desde las más pequeñas hasta las más grandes, desde las más complejas hasta las más simples. Cada nivel de organización incluye a los niveles inferiores y constituye, a su vez, los niveles superiores. Átomos Los átomos que forman la materia viva se conocen con el nombre de bioelementos. Los bioelementos más importantes son el carbono (C), el hidrógeno (H), el oxígeno(O), el nitrógeno(N), el azufre (S)y el fósforo (P). Moléculas Este nivel está formado por las moléculas que se originan al unirse dos o más átomos. Las moléculas que constituyen la materia viva se denominan biomoléculas. Las biomoléculas pueden ser inorgánicas como el agua, las sales minerales o los gases, u orgánicas como los glúcidos o hidratos de carbono, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos. Células Se incluyen las células. Toda célula está formada por los niveles inferiores, el molecular y el atómico. La complejidad de este nivel es mucho mayor, ya que la célula es una unidad anatómica y funcional, esto significa que es la estructura más pequeña que podría sobrevivir por sí misma en el medio. Tejidos Órganos Formados por grupos de células que tienen el mismo aspecto y la misma función. Ej: tejido epiteliar Estructuras formadas por varios tejidos que entre todos realizan una función concreta. Ej: riñón. Sistemas conjunto de órganos de estructura similar que cumplen funciones muy ó parecidas. Ej: el sistema muscular. Aparatos conjunto de órganos que pueden tener estructuras diferentes coordinados para realizar una determinada función. Ej: el aparato digestivo. Individuo Población El conjunto de sistemas y aparatos forma el individuo pluricelular. Incluye al conjunto de individuos de la misma especie que viven en un lugar concreto y en un tiempo determinado pudiendo relacionarse entre sí. Comunidad Incluye al conjunto de poblaciones que interactúan y habitan un determinado lugar. Ecosistema Abarca las relaciones que se establecen entre las poblaciones que viven en un determinado lugar (biocenosis) y el lugar en el que habitan (biotopo). Los grandes ecosistemas se denominan biomas. El conjunto de biomas forma la BIOSFERA. Guía de Nivelación 2016 15 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación TRABAJO PRACTICO N° 1: Niveles de organización Escriba el nivel de organización que corresponda 1. Nivel de organización al que pertenecen los tejidos de un organismo: .................................................................................................................... 2. Relaciones entre organismos y el entorno en el que viven: .................................................................................................................... 3. Conjunto de organismos de la misma especie que viven en un mismo lugar, en un momento concreto: .................................................................................................................... 4. Conjunto de sistemas y aparatos: .................................................................................................................... 5. Conjunto de tejidos con la misma función: .................................................................................................................... 6. Conjunto de órganos con la misma función: .................................................................................................................... 7. Asociación de átomos: .................................................................................................................... 8. Asociación de células con la misma función: .................................................................................................................... INTRODUCCIÓN A LA ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación 2016 16 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación La Anatomía es el estudio de la estructura de los cuerpos organizados. Se refiere comúnmente al cuerpo humano, pero la anatomía comparada correlaciona las estructuras de los diferentes animales y plantas. Este estudio de la forma y estructura de los seres organizados se denomina también morfología. La Anatomía se divide en macroscópica (sin ayuda de técnicas de aumento) y microscópica (con ayuda de técnicas de aumento), según el tamaño de las estructuras estudiadas; la última, que se refiere básicamente a los tejidos, se conoce como histología. Además, la anatomía del desarrollo o embriología se refiere a la descripción del embrión y del feto. Estos son actualmente los tres componentes de todo programa de morfología que se completa, para comprender al ser vivo. El término Anatomía proviene de la palabra griega temnein, que significa cortar, por lo tanto, tradicionalmente el estudio de la anatomía está ligado etimológicamente a la disección. También se realiza por el estudio de la forma y de los caracteres de la superficie del cuerpo vivo que representa la anatomía bioscópica o de superficie y por los métodos clásicos de examen físico del cuerpo humano. Además, este estudio del ser vivo se complementa con la anatomía endoscópica, que visualiza el interior de las vísceras con el uso de aparatos ópticos. La anatomía radiológica, que aprovecha el efecto fotográfico de los rayos X al penetrar la materia sólida y ser absorbidos de acuerdo con la densidad de aquella. El estudio radiológico se ha complementado con el uso de los medios de contraste con procedimientos especiales, tales como la tomografía o radiografía seriada por planos paralelos, la cinerradiografía y la televisión, que registran y graban una imagen radiográfica en movimiento. La ecografia o sonografía, obtenida por reflexión de ultrasonidos, delimita estructuras aun profundas como las cavidades cardíacas, el espesor de sus paredes, el desplazamiento de las valvas, o vísceras abdominales y pélvicas; se usa de rutina en el monitoreo fetal y la exploración del corazón y sistema circulatorio. POSICIÓN ANATÓMICA Guía de Nivelación 2016 17 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación Debido a que el individuo es capaz de adoptar diversas posiciones con el cuerpo, se hizo necesario en anatomía buscar una posición única que permitiera toda descripción anatómica. Una vez definida hay la posibilidad de establecer la ubicación y localización de cada una de las partes, órganos y cavidades del cuerpo humano. PLANOS ANATÓMICOS En base a la posición anatómica se trazan tres planos imaginarios. Generalmente se habla de secciones, cortes o planos, pero sólo cuando dividen al cuerpo completo, NO DEBEN SER APLICADOS ÓRGANOS. 1. Plano Coronal o Frontal Es el plano que se traza a través de la línea longitudinal media que pasa por las orejas y divide al cuerpo en dos partes NO IGUALES, anterior y posterior. Se llama coronal debido a que pasa por la sutura coronal (Articulación del hueso frontal con los dos parietales). 2. Plano Mediano o Mediosagital Línea media perpendicular al plano coronal que divide al cuerpo humano en dos partes asimétricas derecha e izquierda. 3. Plano Horizontal Divide al cuerpo en una mitad superior e inferior. Los planos paralelos se denominan: Paracoronal, Paramediano (sagital) y Parahorizontal respectivamente. POSICIÓN ANATÓMICA Guía de Nivelación 2016 18 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación ANATOMÍA RESPIRATORIA Guía de Nivelación 2016 19 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación El aparato respiratorio está formado por la vía aérea superior y la vía aérea inferior, incluidos los pulmones. Cada parte que compone el aparato respiratorio tiene una función importante para asegurar el intercambio de gases, que es el proceso mediante el cual el oxígeno entra al torrente circulatorio y se elimina el CO2. VÍAS AÉREAS SUPERIORES Guía de Nivelación 2016 20 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación Cavidad oral y cavidad nasal: El aire entra por la cavidad nasal que lo caliente, humedece y filtra para eliminar las impurezas. Faringe Va desde la parte posterior del paladar blando hasta el extremo superior del esófago. La faringe está constituida por un tejido muscular con un revestimiento de mucosa. Se divide en tres partes: Nasofaringe (porción superior) Orofaringe (porción media) Hipofaringe (región distal de la faringe) Laringe Continuación de la faringe hacia la tráquea. Contiene las cuerdas vocales y los músculos que las mueven envueltos por una cubierta cartilaginosa. Directamente por encima de la laringe se encuentra la epíglotis que es una estructura en forma de hoja. La epiglotis actúa como una puerta dirigiendo el aire hacia la tráquea y los sólidos y líquidos hacia el esófago, impidiendo su paso al pulmón. VÍAS AÉREAS INFERIOR Tráquea Órgano de carácter cartilaginoso y membranoso que va desde la laringe a los bronquios. Bronquios Conductos tubulares fibrocartilaginosos y que entran en el parénquima pulmonar, conduciendo el aire desde la tráquea a los bronquiolos y éstos a los alvéolos. Se dividen en dos, derecho e izquierdo, el derecho cuenta con tres ramas y el izquierdo con dos Bronquiolos Son las pequeñas vías aéreas en que se dividen los bronquios llegando a los alvéolos pulmonares. La pared es únicamente musculatura lisa. Guía de Nivelación 2016 21 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación VÍAS AÉREAS INFERIOR Alvéolos pulmonares Son los divertículos terminales del árbol bronquial, en los que tiene lugar el intercambio gaseoso entre el aire inspirado y la sangre. Pulmones Los pulmones son los órganos en los cuales la sangre recibe oxígeno desde el aire y a su vez la sangre se desprende de dióxido de carbono pasando éste al aire. Ambos pulmones son órganos respiratorios que se encuentran a ambos lados del corazón rodeados por las cavidades pleurales derecha e izquierda. Las arterias pulmonares llevan sangre desoxigenada a los pulmones desde el corazón y una vez oxigenada, retorna de nuevo al corazón a través de las venas pulmonares. El pulmón derecho es normalmente un poco mayor que el izquierdo, debido a que el corazón está más a la izquierda que a la derecha (escotadura cardíaca del pulmón izquierdo). Guía de Nivelación 2016 22 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación ANATOMÍA BÁSICA DEL APARATO DIGESTIVO La digestión es el proceso de transformación de los alimentos, previamente ingeridos, en sustancias más sencillas para ser absorbidos. Guía de Nivelación 2016 23 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación Boca También conocida como cavidad bucal o cavidad oral, es la abertura corporal por la que se ingieren alimentos. Tiene la función de la masticación, salivación y deglución. Tras este proceso, el alimento se denomina ''bolo alimenticio'' Además, percibimos los sabores por medio de las papilas gustativas. Faringe Es una estructura que forma parte del aparato digestivo y del aparato respiratorio. La deglución es el paso del bolo alimenticio hacia el esófago, que es posible gracias al cierre de la tráquea por medio de la epíglotis. Esófago: El esófago es una estructura del aparato digestivo que comunica la faringe con el estómago. Estómago: Situado en la parte alta del abdomen (hipocondrio izquierdo y epigastrio). Se divide en fundus, cuerpo y antro pilórico. Posee diferentes esfínteres: Cardias: une esófago y estómago, evita el reflujo gastro-esofágico Píloro: Une estómago y duodeno, participa en el vaciado gástrico. El bolo alimenticio pasa a denominarse Quimo. Guía de Nivelación 2016 24 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación Hígado: Se localiza en el hipocondrio derecho y parte del epigastrio. Su tamaño varía con la edad. Síntesis de proteínas plasmáticas, función desintoxicante, almacenaje de vitaminas y glucógeno, además de secretar bilis entre otras. Vesícula biliar: Situada debajo del hígado. Se conecta con el intestino delgado (duodeno) por la vía biliar común o conducto colédoco. Su función es la acumulación de bilis, necesaria para el proceso de la digestión. Páncreas Ocupa una posición profunda en el abdomen, por detrás del estómago. Se divide en: Cabeza, cuello, cuerpo y cola. Libera las enzimas digestivas a través del conducto pancreático. Intestino delgado: Se divide en duodeno, yeyuno e íleon Unido al estómago por el esfínter pilórico y al intestino grueso por el esfínter íleocecal. Lleva a cabo el proceso de absorción de sustancias útiles. Intestino grueso: Se divide en: Ciego, Apéndice vermiforme. Colon: Colon ascendente, Colon transverso, Colon descendente, Colon sigmoide, Recto Conducto anal. Guía de Nivelación 2016 25 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación SISTEMA CIRCULATORIO Generalidades Comprende un órgano de impulsión central, el corazón, una serie de conductos variados que reciben el nombre de vasos sanguíneos y se dividen en ARTERIAS, VENAS Y VASOS CAPILARES. Como anexo va el SISTEMA LINFATICO. El sistema cardiovascular es el encargado de transportar la sangre, repartiendo por las células del organismo las sustancias nutritivas absorbidas en el intestino, así como el oxigeno recogido en los pulmones. Así mismo se recogen en la sangre los productos de desecho de las células que han de ser eliminados y lleva las hormonas desde las glándulas endocrinas hasta los órganos en que actúan. Durante este proceso además regula la temperatura del cuerpo. La sangre circula por un sistema de conductos cerrados que lo forman las arterias, los capilares y las venas. MORFOLOGIA Corazón: El corazón es el órgano central y se encuentra situado en la cavidad torácica entre ambos pulmones. Constituido por tres capas que de afuera hacia adentro son: Pericardio: membrana serosa formada por dos hojas y entre las cuales circula líquido que le permite al corazón deslizarse libremente. Miocardio: capa muscular formada por músculo estriado involuntario. Endocardio: es el endotelio de recubrimiento interno. Guía de Nivelación 2016 26 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación En el interior del corazón existen cuatro cavidades, dos superiores llamadas AURICULAS, una derecha y otra izquierda; y dos inferiores llamados VENTRICULOS, derecho e izquierdo respectivamente. La mitad derecha del corazón se separa de la izquierda por un tabique llamado SEPTUM. Las aurículas y los ventrículos están separados por Válvulas Auriculoventriculares que forman una especie de compuerta que permite el flujo de la sangre en un solo sentido y evitan el reflujo de sangre. ARTERIAS Y ARTERIOLAS Las arterias son los vasos que reciben la sangre directamente del corazón y la llevan hasta los tejidos. Sus paredes están formadas por tres capas: Externa o Adventicia: capa de tejido conectivo (fibrosa). Media: gruesa de tejido elástico con fibras musculares lisas. Interna o Intima: formada por tejido conectivo revestido por una capa de células aplanadas llamadas Endotelio. La pared arterial es bastante gruesa porque tiene que soportar la presión con que la sangre es expulsada por los ventrículos. Su elasticidad les permite distenderse o estrecharse cuando les llega el volumen sanguíneo. Las arterias se ramifican formando otros más pequeños, dando lugar a vasos de menor calibre llamados ARTERIOLAS, tanto en su estructura como en su función son diferentes. También formadas por tres capas: Externa: iguales a las arterias de mayor calibre. Media: cuenta con una capa muy gruesa de músculo solamente. Interna: igual a las de arterias de mayor calibre. Las arteriolas controlan el flujo regional de la sangre y no están llenas continuamente. Es muy importante que todas las arteriolas no estén "ABIERTAS" al mismo tiempo ya que otra forma no podría llenarse apropiadamente y no habría corriente. CAPILARES Cuando las arteriolas se encuentran muy cerca de la periferia, pierden sus capas más externas, quedando el vaso constituido por una sola capa de células, el ENDOTELIO, transformándose en CAPILARES. Como hay millones de estos vasos se los denomina RED CAPILAR. Sirven de conexión entre las arterias y las venas. VENAS Y VENULAS Los vasos que conducen la sangre de vuelta al corazón se llaman Venas y Vénulas, son similares tanto en estructura como en función. Tienen tres capas cuya disposición es similar al de las arterias, pero mucho más delgadas por que no tienen que soportar fuertes presiones. Además hay válvulas en la mayoría de ellas que derivan de la capa más interna y permiten la circulación en un solo sentido, hacia el corazón Bibliografía: Anatomía y fisiología cuerpo humano de J. A. Dos Santos Lara Guía de Nivelación 2016 27 Instituto Superior Nuevo Horizonte Manzana AP 22, Lote 6, 47 Hectáreas, Bº Alto Comedero San Salvador de Jujuy Guía de Nivelación 2016 ÁREA: BIOLOGÍA Y ANATOMÍA HUMANA Guía de Nivelación 28
