Conceptos de biología y niveles de organización

Presentación del tema: "Conceptos de biología y niveles de organización"— Transcripción de la presentación:

1 Conceptos de biología y niveles de organización
PPTCTC029TC31-A16V1 Clase Conceptos de biología y niveles de organización

2 Páginas del libro desde la 11 a la 16 y desde la 25 a la 31.
Aprendizajes esperados Conocer las etapas del método científico. Emplear conceptos básicos de biología. Identificar los diferentes niveles de organización biológica y las propiedades emergentes para cada nivel. Páginas del libro desde la 11 a la 16 y desde la 25 a la 31.

3 Detección temprana de enfermedades usando nanopartículas
Proyecto de Google usa nanopartículas para detectar el cáncer La iniciativa de Google X permitirá una detección más temprana de distintas enfermedades y también medir los cambios progresivos de elementos en la sangre. Las nanopartículas circularían en el torrente sanguíneo y se unirían a ciertas células, incluyendo células cancerosas. Un dispositivo usado en la muñeca podría detectar las nanopartículas y entregar información relevante a los médicos Avances como este son posibles gracias a los aportes de la Química al entendimiento de los procesos biológicos. Las nanopartículas son pequeñas. Más de 2000 podrían entrar en un glóbulo rojo. Se ingieren en una cápsula. Fuente:

4 Método científico Química en la biología Niveles de organización Propiedades emergentes

5 1. Método científico Generar una pregunta a partir de la observación
Buscar información Elaborar una hipótesis El método científico corresponde a una forma de aproximarse a la realidad para intentar comprenderlas. Se usa para la búsqueda de relaciones de causa y efecto en la naturaleza. Tratar de nuevo Realizar un experimento Analizar los resultados, generar una conclusión La hipótesis es verdadera La hipótesis es falsa Presentar los resultados

6 1. Método científico En nuestra vida diaria aplicamos el método científico sin darnos cuenta. Por ejemplo, cuando queremos bajar de peso: Observación y pregunta: Estoy con sobrepeso ¿Cómo puedo bajar? Buscar información: dieta y actividad física son los factores más influyentes en el peso de una persona de acuerdo a la literatura Nueva hipótesis: La combinación de ejercicio y dieta saludable me permitirá bajar de peso Hipótesis: Si hago ejercicio bajaré de peso Experimentación: Comienzo a hacer ejercicio 3 veces por semana, sin cuidar mi dieta. Me peso semanalmente por 1 mes ¿Qué sigue? Análisis de resultados: Subí 2 Kg Conclusión: La hipótesis es falsa, el ejercicio por sí solo no me hizo bajar de peso

7   C  Ejercicio 2 “Guía del alumno” MTP
En un experimento, se tienen tres frascos de vidrio (de las mismas características) con muestras de agua estancada de tres lugares diferentes: un florero (A), un charco (B) y una piscina (C). Para cada una de estas muestras, el investigador realiza el procedimiento que se muestra en la siguiente secuencia de imágenes: Se describe el procedimiento seguido por el investigador para llevar a cabo su experimento. Finalmente, registra lo observado mediante dibujos. A partir de los datos entregados, es correcto deducir que I) el objetivo del experimento puede ser comparar la diversidad de organismos que se encuentran presentes en los medios muestreados. II) el texto y el esquema corresponden a un protocolo experimental. III) en el frasco B se encuentra mayor diversidad de organismos. A) Solo I D) Solo II y III B) Solo II E) I, II y III C) Solo I y II ALTERNATIVA CORRECTA C ASE Protocolo experimental    Este procedimiento permite evaluar qué organismos se encuentran presentes en cada muestra para hacer comparaciones. No se tienen los resultados de lo observado en cada frasco.

8 2. Química en la biología Anabolismo Catabolismo
2.1 Reacciones químicas en los seres vivos El metabolismo es la suma de todas las reacciones químicas que ocurren dentro de la célula y permiten la vida de ésta. Se divide en: Anabolismo Reacciones de síntesis. Reductoras Necesitan energía (ATP) Endergónicas Palabras clave: síntesis, génesis… Catabolismo Reacciones de degradación. Oxidantes Liberan energía (ATP) Exergónicas Palabras clave: degradación, lisis… ¿Cuál sería un ejemplo de anabolismo dentro del cloroplasto? ¿Y de catabolismo en la mitocondria? Mitocondria Cloroplasto

9 Ruptura de un enlace mediante la adición de una molécula de agua.
2. Química en la biología 2.1 Reacciones químicas en los seres vivos Condensación e Hidrólisis CONDENSACIÓN Unión de dos moléculas para formar una más grande, con liberación de una molécula de agua. HIDRÓLISIS Ruptura de un enlace mediante la adición de una molécula de agua. A través de la condensación se pueden unir monómeros de carbohidratos y proteínas, por ejemplo, y a través de la hidrólisis, se puede romper un polímero en sus monómeros constituyentes.

10 2. Química en la biología ADP + P → ATP + H2O
2.1 Reacciones químicas en los seres vivos Fosforilación y Desfosforilación FOSFORILACIÓN Incorporación de un fosfato a una molécula. DESFOSFORILACIÓN Extracción de un fosfato de una molécula. ADP + P → ATP + H2O Oxidación y Reducción Oxidación Reducción

11 2. Química en la biología 2.1 Reacciones químicas en los seres vivos
Polimerización HOMOPOLÍMEROS monómeros idénticos Ej. almidón HETEROPOLÍMEROS monómeros diferentes Ej. proteínas

12 2. Química en la biología 2.1 Enlaces químicos y fuerzas atractivas
Enlaces fuertes o intramoleculares Covalente: compartición de electrones. Polar: compartición no equitativa. Apolar: compartición equitativa. Iónico: transferencia de electrones.

13 2. Química en la biología 2.1 Enlaces químicos y fuerzas atractivas
Enlaces débiles o intermoleculares Puentes de hidrógeno Fuerzas de Van der Waals Interacciones hidrofóbicas

14 Condensación de monómeros
Ejercicio 4 “Guía del alumno” MTP Es un compuesto formado por la unión de monómeros de glucosa, con el desprendimiento de una molécula de agua en cada enlace, estableciendo cadenas lineales y ramificadas. Se almacena en las células hepáticas y en el tejido muscular de los organismos animales. De la descripción dada, es correcto afirmar que A) los enlaces se forman por adición de una molécula de agua. B) la unión de monómeros de glucosa ocurre por condensación. C) hace referencia a la formación de celulosa. D) se refiere a una molécula vegetal, cuya función es el almacenamiento de energía. E) la cadena ramificada es insoluble en agua. ALTERNATIVA CORRECTA B Comprensión      La celulosa es una molécula con estructura lineal. La descripción corresponde a la molécula de glucógeno (se almacena en hígado y músculos). A pesar de su elevado peso molecular, el glucógeno es soluble en agua. La unión de monómeros de glucosa (monosacáridos), con el desprendimiento de una molécula de agua en cada enlace, se denomina condensación Condensación de monómeros

15      A Ejercicio 5 “Guía del alumno” MC
¿Cuál de los siguientes gráficos representa mejor el proceso de desfosforilación?      La desfosforilación corresponde a la extracción de un grupo fosfato desde una molécula. ALTERNATIVA CORRECTA A Comprensión En los gráficos propuestos se muestra la variación de ATP en función del tiempo. La cantidad de ATP debe disminuir como consecuencia de la pérdida de grupos fosfato.

16  A   Ejercicio 7 “Guía del alumno” MC
A partir de la siguiente imagen, se puede inferir que ALTERNATIVA CORRECTA A Comprensión La unión de monómeros, representados por rectángulos, lleva a la formación de un polímero.  I) los monómeros son las unidades para la formación de polímeros. II) los polímeros se forman por reacciones de condensación. III) la formación de polímeros produce la liberación de moléculas. Es (son) correcta(s) A) solo I. B) solo II. C) solo I y II. D) solo II y III. E) I, II, III.   La imagen no muestra detalles de cómo ocurre la unión de monómeros, por lo que no se puede inferir qué tipo de reacción está involucrada en esta polimerización. Tampoco muestra liberación de moléculas durante el proceso.

17 3. Niveles de Organización
Átomos Comunidad Bioma Biósfera Molécula Macromolécula Organelo Ecosistema Células Especie Órgano Tejido Organismo Población Aparato o sistema

18 4. Propiedades emergentes
Corresponden a propiedades que aparecen en un determinado nivel de organización y no antes, producto de la nueva ordenación de las partes. Nivel de organización Propiedad emergente Molécula Enlaces químicos. Ejemplo: covalentes Macromolécula Funciones asociadas. Ejemplo: proteína hemoglobina  transporte de oxígeno. Organelo Funciones celulares específicas. Ejemplo: mitocondria  respiración celular, cloroplasto  fotosíntesis. Célula Vida: nutrición, reproducción, adaptación. Población Propiedades: densidad, natalidad, mortalidad, migración. Comunidad Relaciones interespecíficas: depredación, simbiosis… Ecosistema Flujos energéticos, cadenas y redes tróficas.

19  D     Ejercicio 13 “Guía del alumno” MTP
¿Qué niveles de organización se identifican en el esquema a continuación? Población Órgano Célula ALTERNATIVA CORRECTA D Reconocimiento Átomo Molécula Organelo  A) Partícula subatómica-molécula-organelo-órgano-tejido-organismo. B) Partícula subatómica-molécula-célula-órgano-sistema-población. C) Átomo-macromolécula-complejo supramolecular-célula-tejido-comunidad. D) Átomo-molécula-organelo-célula-órgano-población. E) Partícula atómica-molécula-organelo-célula-tejido-bioma.    

20  D     Ejercicio 14 “Guía del alumno” MC
Un estudiante recolecta muestras de agua de una laguna y al observar una de ellas al microscopio detecta una gran cantidad de organismos unicelulares, de los cuales los más abundantes son: ALTERNATIVA CORRECTA D Comprensión Al respecto, ¿cuál de los siguientes niveles de organización biológica se encuentra presente en la muestra de agua? A) Tejido B) Órgano C) Sistema D) Población E) Bioma   La muestra de agua contiene múltiples individuos unicelulares de al menos tres especies distintas. Por lo tanto, en ella se encuentra representado el nivel de organismo, de población y de comunidad.    Son organismo unicelulares, por lo tanto se descartan los niveles tejido, órgano y sistema.

21      B Ejercicio HPC Nº 18
Las propiedades emergentes se pueden definir como atributos de un nivel de organización biológica que surgen en este y que no se pueden predecir a partir de la observación y el conocimiento acabado de las características de sus partes constituyentes. ¿Qué implicancias tiene esto para el estudio de los sistemas biológicos? Las leyes de la química y de la física solo son aplicables en niveles inferiores de organización. No se puede comprender totalmente un sistema estudiando solamente sus partes constituyentes. Para entender cómo funciona un sistema, es necesario dejar fuera el conocimiento sobre sus componentes. Descomponer un sistema en sus partes constituyentes es la única forma de comprenderlo en detalle. Las propiedades de los componentes de un sistema son irrelevantes para el entendimiento del sistema completo. Características de un nivel que no se encuentran en los inferiores. Por lo tanto, para comprender un sistema biológico dado, es necesario estudiarlo como un todo y así abarcar dichas propiedades emergentes. Dado que los sistemas biológicos están formados por átomos, sufren transformaciones energéticas e interactúan con el entorno, siguen las leyes de la física y de la química.      ALTERNATIVA CORRECTA B Comprensión Habilidad de pensamiento científico: Análisis del desarrollo de alguna teoría o concepto. Si quisiéramos estudiar un nivel de organización determinado, ¿es útil comprender los niveles inferiores? Por ejemplo, si se quiere estudiar una célula, ¿es útil conocer el funcionamiento de los organelos?

22 Pregunta oficial PSU ¿Cuál de las siguientes opciones indica correctamente la relación entre el nivel de organización y su ejemplo? Molécula Organelo Célula Tejido Órgano A) Centríolo tubulina miocito corazón músculo B) C) Miocito centríolo D) Tubulina E) ALTERNATIVA CORRECTA D Reconocimiento Fuente: DEMRE – U. DE CHILE. Modelo de Ciencias 2013.

23 Célula como unidad funcional
Tabla de corrección Ítem Alternativa Unidad temática Habilidad 1 B Célula como unidad funcional Reconocimiento 2 C ASE 3 E 4 Comprensión 5 A 6 7 8 9 10

24 Célula como unidad funcional
Tabla de corrección Ítem Alternativa Unidad temática Habilidad 11 A Célula como unidad funcional Reconocimiento 12 B Comprensión 13 D 14 15 16 17 C 18 19 E 20 ASE

25 Síntesis de la clase … … … … Juicios y conclusiones La biología
distingue utiliza se basa en Método científico Conceptos químicos Niveles de organización con sus etapas Anabolismo y catabolismo Átomo … Observación Condensación e hidrólisis Planteamiento del problema Célula … Formulación de la hipótesis Fosforilación y desfosforilación Organismo Experimentación … Oxidación y reducción Recolección de datos y análisis de resultados Ecosistema Polímeros … Juicios y conclusiones Enlaces químicos Biósfera

26 Prepara tu próxima clase
En la próxima sesión, estudiaremos Biomoléculas orgánicas: carbohidratos y lípidos

27 Equipo Editorial Área Ciencias: Biología
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