UNIDAD 1. EL COMIENZO DE LA VIDA. CONCEPTO DE BIOLOGÍA Ciencia que estudia los seres vivos Ciencia: “la actividad organizada y sistemática de reunir conocimientos.

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1 UNIDAD 1. EL COMIENZO DE LA VIDA

2 CONCEPTO DE BIOLOGÍA Ciencia que estudia los seres vivos Ciencia: “la actividad organizada y sistemática de reunir conocimientos sobre el mundo y condensarlos en leyes y principios que pueden ser sometidos a prueba”. Principios científicos son: causalidad natural, uniformidad de espacio y tiempo, y percepción común. Estudio razonado de la materia.

3 CONCEPTO DE BIOLOGÍA SER VIVO ESTRUCTURA MATERIAL COMPLEJA SE ALIMENTA SE RELACIONA CON SU MEDIO SE REPRODUCE

4 CONCEPTO DE BIOLOGÍA ELIMINAR, SECRETAR O EXCRETAR REACCIONAN CON EL ENTORNO TRANSPORTAR Y ABSORBER POSEEN ESTRUCTURAS NECESARIAS SUSTANCIAS TÓXICAS

5 Nutrición: capacidad que tiene un organismo para captar materia del exterior y emplearla en su propio provecho. Relacionarse: capacidad de recibir estímulos y reaccionar a ellos. La reproducción: aparición a partir de uno (reproducción asexual) o de dos individuos (reproducción sexual) de nuevos seres con características similares a las de sus progenitores. CONCEPTO DE BIOLOGÍA

6 CAMPOS DE APLICACIÓN DE LA BIOLOGÍA Ayuda a entender el comportamiento de los fenómenos biológicos BIOLOGÍA SALUD PROBLEMÁTICA AMBIENTAL ALIMENTACIÓN HUMANA

7 La vida, conjunto de cualidades propias de los seres vivos. CONCEPTO DE BIOLOGÍA

8 EL MÉTODO CIENTÍFICO: BASE DE LA INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA ¿Cómo estudian los científicos el funcionamiento de la vida? MÉTODO CIENTÍFICO OBSERVACIÓN PREGUNTA HIPÓTESIS PREDICCIÓN EXPERIMENTACIÓN CONCLUSIÓN Reducción de las poblaciones de lapas Por qué están disminuyendo….? Reducción de poblaciones de palma Repoblamiento de palmas para recupera las lapas Siembra de palma y recuperación de lapa Se valida la hipótesis

9 RAMAS BÁSICAS DE LA BIOLOGÍA Nivel de ecosistema Ecología Nivel de población Genética de poblaciones Evolución Etología Nivel de organismo Taxonomía, Paleontología Genética, Embriología Fisiología Anatomía Organografía, Histología Botánica, Zoología Microbiología Nivel celular Virología y Citología Nivel molecular Bioquímica y Biofísica

10 NIVELES DE ORGANIZACIÓN ¿Cómo abordar el estudio de LA VIDA desde el punto de vista científico? Los seres vivos y la materia inanimada tienen varios niveles de organización. Cada nivel constituye los cimientos del nivel superior y cada nivel superior incorpora componentes de todos los anteriores. Uno de los principios fundamentales de la biología es que los seres vivos obedecen a las leyes de la física y la química.

11 Los organismos están constituidos por los mismos componentes químicos -átomos y moléculas- que las cosas inanimadas. Los virus que están en el nivel molecular y el nivel celular. Los niveles de orden superior tienen características nuevas que no son el resultado de la simple suma de sus componentes. NIVELES DE ORGANIZACIÓN

12 CARACTERÍSTICAS DE LOS DIFERENTES NIVELES DE ORGANIZACIÓN Nivel atómico y molecular Es el nivel abiótico, en él se pueden distinguir cuatro subniveles: Subnivel subatómico: protones, neutrones y electrones. Subnivel atómico: está constituido por los átomos.

13 Subnivel molecular: incluye a las moléculas. Subnivel macromolecular: constituido por las macromoléculas. Resultan de la unión de muchas moléculas en un polímero. CARACTERÍSTICAS DE LOS DIFERENTES NIVELES DE ORGANIZACIÓN

14 Nivel celular Pertenecen los virus, las celulas procarióticas, es decir, sin membrana nuclear y las eucarióticas, células con membrana nuclear. Nivel de organismo Hay organismos unicelulares y organismos pluricelulares. En estos últimos aparece la formación tisular. CARACTERÍSTICAS DE LOS DIFERENTES NIVELES DE ORGANIZACIÓN

15 Nivel de organismo Según su estructura los organismos se clasifican en: virus, protistas, móneras, metafitas y metazoos. Nivel de población En él se encuentran todos los organismos de la misma especie, tanto en el espacio como en el tiempo. CARACTERÍSTICAS DE LOS DIFERENTES NIVELES DE ORGANIZACIÓN

16 Nivel de ecosistema Conjunto de poblaciones que viven interrelacionadas (la llamada comunidad o biocenosis), como el lugar, con sus condiciones físico-químicas en el que se encuentran viviendo (biotopo). La superficie terrestre completa y los seres vivos que moran en ella forman la biosfera. CARACTERÍSTICAS DE LOS DIFERENTES NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOSFERA

17 CARACTERÍSTICAS DE LOS DIFERENTES NIVELES DE ORGANIZACIÓN Los niveles de orden superior tienen características nuevas que no son el resultado de la simple suma de sus componentes. Mientras que el nivel abiótico (nivel molecular) es estable, el nivel biótico (nivel celular, orgánico, población y ecosistemas) es muy inestable.

18 ELEMENTOS DE LA MATERIA

19 Los átomos son las piezas fundamentales de toda la materia viva y no viva. La distancia de un electrón al núcleo está determinada por la cantidad de energía potencial -o "energía de posición"- que posee el electrón. Las partículas formadas por dos o más átomos se conocen como moléculas que se mantienen juntas por medio de enlaces químicos. ELEMENTOS DE LA MATERIA

20 Tres tipos generales de reacciones químicas son: La combinación de dos o más sustancias para formar una sustancia diferente, La disociación de una sustancia en dos o más, y El intercambio de átomos entre dos o más sustancias. Las sustancias formadas por átomos de dos o más elementos diferentes, en proporciones definidas y constantes, se conocen como compuestos químicos. ELEMENTOS DE LA MATERIA

21 Seis elementos (C, H, N, O, P y S) constituyen el 99% de toda la materia viva. ELEMENTOS DE LA MATERIA

22 LOS ATOMOS El núcleo de un átomo contiene protones El número atómico es igual al número de protones en el núcleo de un átomo. El peso atómico de un átomo es, aproximadamente, la suma del número de protones y neutrones existentes en su núcleo. Diferentes átomos del mismo elemento contienen diferentes números de neutrones, se conocen como isótopos.

23 ENLACES Y MOLÉCULAS Los iones calcio (Ca2+), potasio (K+) y sodio (Na+) están implicados en la producción y propagación del impulso nervioso. El Ca2+ es necesario para la contracción de los músculos. El ion magnesio (Mg2+) forma parte de la molécula de clorofila.

24 Los enlaces covalentes están formados por pares de electrones compartidos. El par de electrones compartidos forma un orbital nuevo (llamado orbital molecular) que envuelve a los núcleos de ambos átomos. ENLACES Y MOLÉCULAS

25 H N OH

26 LAS REACCIONES QUÍMICAS Y EL CONCEPTO DE EQUILIBRIO Las sustancias que participan en la reacción se representan por medio de fórmulas empíricas

27 ELEMENTOS BIOLÓGICAMENTE IMPORTANTES De los 118 elementos naturales de la Tierra, sólo seis constituyen aproximadamente el 99% de todos los tejidos vivos. Sin embargo, no son los elementos más abundantes en la superficie de la Tierra.

28 Algunas reacciones son de descomposición sencilla: AB →A + B. Otras son de combinación sencilla: A + B → AB. Las reacciones más complejas pueden incluir la interacción de dos o más moléculas para formar productos muy diferentes a las moléculas reactivas: A + B → C + D. LAS REACCIONES QUÍMICAS Y EL CONCEPTO DE EQUILIBRIO

29 LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA Energía es la capacidad de realizar trabajo. Trabajo se define tradicionalmente como una fuerza que actúa a través de una distancia. Fuerza se refiere a un empujón o un tirón que altera el movimiento de un cuerpo.

30 Calor es la energía asociada con el rápido movimiento interno de las moléculas de líquidos y gases. Energía mecánica es la que está presente en el movimiento de los cuerpos; Energía química es la encerrada en los enlaces que mantienen unidos los átomos de las moléculas; y Energía radiante es la que emiten el Sol LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA

31 Energía cinética: aquella que posee un cuerpo por el hecho de moverse. Su valor viene dado por: Ec =1/2 m*v2 Energía potencial: aquella que poseen los cuerpos por el hecho de encontrarse en una determinada posición en un campo de fuerzas: Está asociada a la posición que tienen los cuerpos, y no a su movimiento. Ep=m ⋅ g ⋅ h

32 1ª Ley: de la conservación de la energía. 2ª Ley: transferencia de calor: el calor pasa de los cuerpos calientes a los fríos; en toda transformación, la energía tiende a perder su capacidad para realizar trabajo útil. 3ª Ley afirma que sólo un cristal perfecto, equivalente a un sistema de máximo orden, a -273°C (cero absoluto da temperatura) carece de entropía. LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA

33 Toda reacción cuyo resultado sea la emisión de energía libre, forma de energía asociada con la realización de trabajo útil, se clasifica como exergónica. En los seres vivos las reacciones exergónicas se relacionan con la degradación de moléculas complejas LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA Energía de activación

34 Las reacciones en las que ocurre un cambio desde un estado de baja energía hasta uno de alta energía se llaman endergónicas. En los sistemas biológicos, las reacciones endergónicas sólo son posibles cuando están acopladas a reacciones exergónicas que aportan la energía necesaria. LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA

35 EL AGUA El agua se encuentra en la materia viva en tres formas: Como agua circulante libre, por ejemplo, la sangre y los ríos. Como agua de imbibición, difícil de extraer. Es necesario calentar la materia hasta unos 100°. Como agua combinada. No es extraíble por desecación. Aparece en las reacciones químicas.

36 El agua tiene uno de los calores específicos más altos entre las sustancias naturales. Cuenta con un elevado calor latente de fusión. El elevado calor latente de evaporación del agua nos sirve para que la superficie del cuerpo se deshaga de grandes cantidades de calor durante la transformación del agua líquida (sudor) en vapor. EL AGUA

37 LA ESTRUCTURA DEL AGUA En el modelo compacto, el átomo de oxígeno está representado por la esfera roja y los átomos de hidrógeno por las esferas azules. El modelo de esferas y varillas remarca que los átomos están unidos por enlaces covalentes