1 La Ciencia de la Biología Hace cerca de 180 años un joven naturalista Inglés llamado Charles Darwin alzó velas y se dirigió a un viaje alrededor del.

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1 1 La Ciencia de la Biología Hace cerca de 180 años un joven naturalista Inglés llamado Charles Darwin alzó velas y se dirigió a un viaje alrededor del mundo en el Barco H.M.S. Beagle. Lo que Darwin aprendó en su viaje de cinco años condujo directamente al desarrollo de su Teoría de evolución por selección natural, una teoría que se ha vuelto el pilar de la ciencia de la biología.

2 2 Charles Darwin

3 3 Sirvió como naturalista en una expedición de mapeo geográfico alrededor de la costa de Sur América. – Argumento la operación de leyes naturales producian cambio a lo largo del tiempo, evolución.  Explicado por la seleción natural  Las especies cambian

4 4 Evidencia Evolutiva Post-Darwin Anatomía Comparada – Estructuras Homologas  Tienen el mismo origen evolutivo, pero diferente estructura y función – Estructuras Analogas  Tienen estructura similar y función, pero diferente origen evolutivo.

5 5 Homología Entre Miembros Vertebrados

6 6 La Ciencia Es el proceso de observar, explicar, y entender las cosas en nuestro mundo; significa “tener conocimiento”. La ciencia se divide en cuatro áreas generales: química, física, ciencia de la vida, y ciencias de la tierra.

7 7 Como se hace la ciencia Toda la ciencia comienza con una observación. – Una hipótesis es una explicación sugerida que explica una observación.  Un experimento es usado para comprobar una hipótesis, y/o eliminar una o más multiples hipótesis.  En un experimento controlado, todas las variables, menos una, se mantienen constantes.

8 8 Como se hace la ciencia Predicciones deben desarrollarse antes de que el experimento sea conducido para poder examinar la validez de la hipótesis.

9 9 Einstein comparaba la ciencia con una novela policial. Se trata de un misterio no resuelto, del cual no podemos estar seguros que tenga solución. El libro viene a ser la naturaleza, todo lo que existe. A medida que lo leemos vamos conociendo más acerca de sus personajes, nos emocionamos, descubrimos pistas, etc. Pero a pesar de que leamos mucho estamos lejos de la solución y no sabemos con seguridad si ésta existe novelaseguroslibro naturalezaseguridad

10 10 Pudimos explicar ciertos datos de manera coherente pero luego aparecen otros que nos hacen cambiar de parecer. En las novelas policiales llega un momento en le que se disponen de todos los datos, en la novela policial de la naturaleza nunca se disponen de todos los datos. Tampoco se puede ir a la última página del libro a ver la solución.datos novelasla novelanaturalezalibro

11 11 El hombre de ciencia tiene que buscar los datos ordenarlos coherentemente. Pero el científico no cuenta con un crimen ya cometido, tiene que cometerlo él, para luego investigarlo. El hombre

12 12 Temas Unificadores de la Ciencia Teoría Celular – Todos los organismos vivos están hechos de células, y todas las células vivientes vienen de otras células vivas. Bases Moleculares de la Herencia – El AND codifica genes los cuales hacen y controlan a los organismos vivos.

13 13 Temas Unificadores de la Ciencia Cambio Evolutivo – Las formas vivas han evolucionado características varianbles para adaptarse a ambientes variantes. Conservación Evolutiva – Algunas características de organismos ancestrales son preservadas y han pasado a generaciones futuras.

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15 15 Como se hace la ciencia

16 16 El método científico El método científico es una serie de procesos de solución de problemas usado por los científicos; puede incluir los siguientes pasos básicos: determinar el problema, hacer una hipótesis, comprobar una hipótesis, analizando los resultados, y emitir conclusiones.

17 17 Método Científico Lo primero es identificar el problema Luego debe redactarse una hipótesis: La hipótesis es una predicción a cerca de un problema que puede ser comprobada. Usted puede hipotetiar que una pared construida en la base de una pendiente servirá como barrera al suelo. Ahora usted está listo para comprobar su hipótesis.

18 18 El Método Científico  Observación  Colectar y organizar datos  Hacer Preguntas  Hipótesis  Experimento: Uso de variables Colectar datos Compartir resultados  Los resultadosLos resultados apoyan la hipótesisno apoyan la hipótesis

19 19 El Método Científico Variables y Control. Un experimento debe ser comprobado con solo una variable a la vez. Variable. Es un factor cambiante en un experimento. Construyendo una pared es la variable que usted examinaría. Otras variables que usted podría decidir examinarlas una a la vez son el plantar mas vegetación en la pendiente, reemplazar el suelo con otro tipo, o cambiar el ángulo de la pendiente.

20 20 El Método Científico Un Control: es un estándar para comparación. La pendiente antes que la pared sea construida era el control en su experimento. Comparando al control con otras pruebas, usted podría decir si la pared detuvo el problema.

21 21 Como se hace la Ciencia Luego de hacer observaciones cuidadosas concernientes a un área particular de la ciencia, los científicos construyen una hipótesis, la cual es la explicación sugerida que explica esas observaciones. Una hipótesis es una propuesta que puede ser verdadera. Aquellas hipótesis que no han sido todavía desaprobadas son retenidas. Ellas son útiles porque ellas se ajustan a los hechos conocidos, pero ellas están sujetas a futuras rejection si, en la luz de la nueva información, se encuentra que están incorrectas.

22 22 Como se hace la ciencia Estableciendo los controles. A menudo estamos interesados en aprender acerca de los procesos que están influenciados por muchos factores, o variables. Para poder evaluar las hipótesis alternativas acerca de una variable, todas las otras variables deben de mantenerse constantes. Esto se hace haciendo dos experimentos en paralelo: En el primer experimento, una variable es alterada de

23 23 Como se hace la ciencia una manera específica para probar una hipótesis en particular; en el segundo experimento, llamado el experimento control, la variable se deja sin alterar. En todos los otros aspectos los dos experimentos son idénticos, así que cualquier diferencia en los resultados de los dos experimentos deben resultar de la influencia de la variable que fue cambiada. Mucho del reto de la ciencia experimental

24 24 Como se hace la ciencia recae en diseñar experimentos control que aísle a una variable en particular de otros factores que puedan influenciar un proceso.

25 25 Razonamiento Razonamiento deductivo – Aplica los principios generales para predecir resultados específicos. La lógica fluye de lo general a lo específico. Es el razonamiento de matemáticas y filosofía. Un biólogo utiliza el razonamiento deductivo para inferir la especie de un especimen desde sus características.

26 26 Razonamiento inductivo Utiliza observaciones específicas para construir principios generales. La lógica va de lo específico a lo general. Si los gatos poseen pelo, y los perros poseen pelo, y todo aquel mamífero que usted observa tiene pelo, entonces usted puede inferir que talvez todos los mamíferos poseen pelo. El razonamiento inductivo lleva a generalizaciones que pueden ser probadas. Empezó a tener importancia para la ciencia en los años 1600 en Europa.

27 27 Teorias Una teoria es: – Una explicación soportada por resultados obtenidos de ensayos repetidos o experimentos. Una Ley Científica es una rela de la naturaleza que describe el comportamiento de algo en la naturaleza. Las leyes predicen o describen que sucedera en una situación determinada pero no explica el porque. Ejemplo: La primera ley de Newton del movimiento.

28 28 La Primera Ley del movimiento de Newton Un objeto continúa en movimiento, o en reposo, hasta que es afectado por una fuerza externa.

29 29 Biología Ciencia que estudia los seres vivos Bios = vida Logos = estudio Generales Ciencias Biológicas Específicas

30 30 Conocimiento de los seres vivos Microbiología Botánica Zoología

31 31 Ciencias Auxiliares de la Biología Ramas de la Biología. Zoología = estudia los animales Botánica = estudia las plantas Botánica Genética = estudia la herencia Genética Ecología = estudia los organismos y su relación con el medio Ecología Anatomía = estudia la estructura de los seres Anatomíaestructura Fisiología = estudia las funciones de los organismos Fisiologíafunciones Citología = estudia las células Embriología = estudia los embriones Embriología Patología = estudia las enfermedades Entomología = estudia los insectos Biología marina = estudia los mares Etología = estudia el comportamiento Edavología = estudia los suelos Limnología = estudia las aguas continentales Microbiología = estudia los organismos Microbiología Paleontología = estudia los fósiles Taxonomía = estudia la clasificaciónes Taxonomía

32 32 Propiedades de la Vida Características de los Seres Vivos – Organización celular = todos los seres vivos están formados por una o más células. Las célular realizan las actividades básicas de vida – orden – Sensibilidad = irritabilidad = es la capacidad de responder a los estímulos (dolor, luz)luz – crecimiento, desarrollo, y reproducción: originar seres semejantes; cambio de tamaño. Todos poseen moleculas hereditarias que son transmitidas a progiene asegurando la especiecambio – Utilización de energía – Adaptación evolutiva = ajustarse al medio – Homeostasis = Metabolismo = son las funciones de los seres vivos. Mantienen condiciones cons.funciones

33 33 Organización gerárgica Nivel Celular – Molécula  organelos  células Nivel organísmico – tejidos  órganos  Sistemas de órganos

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35 35 Organización gerargica Al nivel Poblacional – población  especie  Comunidad biologica  ecosistema

36 36 Temas Unificadores de la Ciencia Organización de la Vida. La Teoría Celular – Las células fueron descubiertas en 1665 En Inglaterra por Robert Hook con un microscopio que magnificaba 30x. Unos pocos años después el científico holandes Anthon van Leeuwenhoek utilizó un microscopio que magnificada 300x y descubrió todo un mundo de vida microscópica en una gota de agua de charco.

37 37 Sin embargo tomó casi 200 años para los biólogos se percataran y completamente comprendieran el significado de las células. En 1839, los biologos alemanes Matthias Scheliden y Theodor Schwann resumieran una gran cantidad de observaciones de ellos y otros, concuyendo que: Todos los organismos vivos están hechos de células (la teoría celular), y todas las células provienen de otras células vivas.

38 38 Continuidad de la Vida: La base Molecular de la herencia – El ADN codifica genes los cuales hacen y controlan a los organismos vivos.

39 39 TA TA C G TA TA TA TA C G GC C G GC Molécula de ADN Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

40 40 Macromolécula de ADN Fig. 1.2a3(TE Art) Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

41 41 ORGANISMAL LEVEL Tejido Organo Sistemas de Organos Organismo Nivel Organismico Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

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43 43 Temas Unificadores de la Ciencia El cambio evolutivo – Las formas de vida han evolucionado variando las características para adaptarse a los diferentes medios. La conservación evolutiva – Algunas características de organismos tempranos se han preservado y pasado a generaciones futuras.

44 44 Bacteria Archae- bacteria AnimaliaFungi Protista Plantae BACTERIA ARCHAEAEUKARYA Fig. 1.18(TE Art) Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

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46 46 Charles Darwin Served as naturalist on mapping expedition around coastal South America. – Argued operation of natural laws produced change over time, evolution.  explained by natural selection  species are not immutable

47 47 Darwin’s Evidence Fossils of extinct organisms (armadillos) were similar to modern species. Characteristics of similar species varied from place to place. – gradual change of organismal lineages  organisms on young volcanic islands resembled those on mainland coast

48 48 Darwin and Malthus Thomas Malthus (Essay on the Principle of Population) pointed out populations of organisms tend to increase geometrically. – Unchecked populations should lead to population explosions, but most remain fairly constant between years.  Only a limited number of individuals survive.

49 49 Geometric and Arithmetic Progression

50 50 Darwin and Malthus Darwin suggested individuals with superior physical or behavioral attributes are more likely to survive and reproduce than those without such attributes. – Selection  artificial - domesticated breeds  natural - organisms in the wild Alfred Russel Wallace independently and almost simultaneously developed same idea.

51 51 Post-Darwin Evolution Evidence Fossil record – Earth is older than previously believed Mechanisms of heredity – modern genetics  molecular evidence  molecular clocks  phylogenetic trees

52 52 Post-Darwin Evolution Evidence Comparative anatomy – Homologous structures  Have same evolutionary origin, but different structure and function. – Analogous structures  Have similar structure and function, but different evolutionary origin.

53 53 Homology Among Vertebrate Limbs

54 54 Unifying Themes of Science Cell theory – All living organisms are made of cells, and all living cells come from other living cells. Molecular basis of inheritance – DNA encodes genes which make-up and control living organisms.

55 55 Unifying Themes of Science Evolutionary change – Life-forms have evolved varying characteristics to adapt to varied environments. Evolutionary conservation – Some characteristics of earlier organisms are preserved and passed on to future generations.

56 56 Summary Properties of Life Hierarchical Organization Reasoning Scientific Theory Darwin – Natural Selection – Post Darwin Evidence Unifying Themes of Science

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