Seres vivos: diversidad y organización CRÉDITOS

Presentación del tema: "Seres vivos: diversidad y organización CRÉDITOS"— Transcripción de la presentación:

1 Seres vivos: diversidad y organización CRÉDITOS
Autoría de la presentación en Power Point: Juan Ignacio Noriega Iglesias Texto (con modificaciones) e imágenes procedentes de: Biología y Geología – 1Bachillerato Autores del texto: Natividad Ferrer Marí, Miguel García Vicente, Manuel Medina Martínez. Editorial: Bruño Madrid, 2002 ISBN Excepto las siguientes fotos, propiedad de Juan Ignacio Noriega Iglesias: Diapositiva 18 (ambas). El resto de las imágenes procede de diversas fuentes en Internet.

2 5. La diversidad y organización de los seres vivos 1
5.La diversidad y organización de los seres vivos 1.-El concepto de ser vivo o unidad de C Un ser vivo es un conjunto de materia inorgánica y orgánica organizadas …con las siguientes funciones …y con información genética que se expresa en forma de proteínas DESARROLLO (incremento de biomasa con autoorganización antientrópica) RELACIÓN CON EL MEDIO (intercambio de información con el medio) REPRODUCCIÓN (fabricación de copias autónomas) ¿Un virus es una célula? ¿Qué es la VIDA? ¿Un virus es un ser vivo? La propiedad que tienen los organismos de autoorganizarse a partir del entorno y de autoperpetuarse mediante un código genético traducido en proteínas La célula es la unidad más elemental que cumple estos requisitos (seres vivos unicelulares y pluricelulares)

3 5. La diversidad y organización de los seres vivos 2
5.La diversidad y organización de los seres vivos 2.-La organización de los seres vivos (niveles de organización) Biosfera Ecosistema Comunidad (biocenosis) Población Grupo Individuo (organismo) Sistema (aparato) Órgano Tejido Átomo Célula Orgánulo Molécula

4 5. La diversidad y organización de los seres vivos 3a
5.La diversidad y organización de los seres vivos 3a.-Constituyentes químicos de los seres vivos Bioelementos Primarios o esenciales (CHONPS) (96,6%). Forman enlaces covalentes Cadenas …C-C-C-C-C=C-C… Secundarios (Ca, Na, K, Mg, Cl) (3,3%). Contracción muscular, sinapsis neuronal, fotosíntesis… Oligoelementos (Fe, I, Mn, Cu, Zn,) (0,1%). Cofactores enzimáticos Biomoléculas Inorgánicas Agua (60-90% en seres vivos) Sales minerales Orgánicas Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucléicos Los grupos funcionales confieren determinadas propiedades químicas a las moléculas en las que están integrados

5 5. La diversidad y organización de los seres vivos 3b
5.La diversidad y organización de los seres vivos 3b.-El agua y sus propiedades Agua (H2O): Enlaces covalentes y polaridad de cargas (dipolo) por electronegatividad del oxígeno. Propiedades. Los enlaces por puentes de H condicionan propiedades: Tensión superficial: ascenso por capilaridad (savia bruta en xilema); zapateros (Gerris sp.). Calor específico: Regulación térmica en los organismos. Conductividad térmica elevada (transporte rápido de calor a través de cuerpo de organismo pluricelular) Poder disolvente (sobre sustancias iónicas y polares). El agua es un buen medio de reacción (ionización, hidrólisis).

6 5. La diversidad y organización de los seres vivos 3c
5.La diversidad y organización de los seres vivos 3c.-Sales minerales y procesos osmóticos (I) Sales minerales = aniones y cationes en agua (sulfatos, fosfatos, carbonatos, sodio, potasio, calcio, etc.) PROCESOS OSMÓTICOS. Tienen lugar a ambos lados de una membrana semipermeable (como la membrana plasmática, p. ej.). El soluto no pasa por la membrana semipermeable (si no hay transporte activo), pero el agua difunde libremente. Medio hipertónico, hipotónico, isotónico. Movimientos del agua. Estados de plasmolisis o turgencia (estomas o forma de eritrocitos)

7 5. La diversidad y organización de los seres vivos 3c
5.La diversidad y organización de los seres vivos 3c.-Sales minerales y procesos osmóticos (II) Antes Si añadimos una solución hipertónica Después El citoplasma y la membrana plasmática que lo envuelve reducen sus dimensiones Límites de la pared celular y de la membrana plasmática contigua Las paredes celulares, rígidas, no modifican sus dimensiones Isotonía en células epidérmicas de cebolla Plasmólisis en células epidérmicas de cebolla

8 5. La diversidad y organización de los seres vivos 3d
5.La diversidad y organización de los seres vivos 3d.-Biomoléculas orgánicas Glúcidos (=hidratos de carbono) Grupos funcionales aldehídos o cetonas Monosacáridos (glucosa, fructosa, ribosa, desoxirribosa) Disacáridos (lactosa, sacarosa) Polisacáridos (polímeros de monosacáridos) De reserva energética: almidón, glucógeno Estructurales: quitina, celulosa Lípidos Grasas (llevan ácidos grasos) Fosfolípidos (llevan ácidos grasos, glicerina y PO43-) Terpenos (carotenos –β-caroteno--, mentol…) Esteroides (colesterol, testosterona, estrógenos, ecdisona) Proteínas Polímeros de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos Clasificación según función: estructurales (colágeno), transportadoras (hemoglobina), hormonales (insulina), inmunológicas (inmunoglobulinas), enzimáticas (pepsina) Ácidos nucléicos Polímeros de nucleótidos (= nucleósidos fosfato) Nucleótido = monosacárido (ribosa/ARN, desoxirribosa/ADN), + base nitrogenada (A, G, C, T, U) + PO43- fósforo oxígeno hidrógeno RECUERDA: Los ácidos grasos no son lípidos, pero sí forman parte de ellos RECUERDA: Los aminoácidos no son proteínas, pero sí forman parte de ellas

9 5.La diversidad y organización de los seres vivos 3e.-Glúcidos
Unidades de glucosa en la amilosa ribosa Un componente del almidón: la amilosa glucosa

10 5.La diversidad y organización de los seres vivos 3f.-Lípidos
Membrana plasmática Cara externa Cara interna Aunque no son lípidos, los ácidos grasos forman lípidos Esteroides

11 5.La diversidad y organización de los seres vivos 3g.-Proteínas
Para que los monómeros (aminoácidos) se polimericen (polipéptidos o proteínas), ha de realizarse enlaces peptídicos Una proteína de n aminoácidos contendrá n-1 enlaces peptídicos Aquí va el oxígeno Hemoglobina Cadena de aminoácidos Dos formas diferentes de representar las proteínas

12 5.La diversidad y organización de los seres vivos 3h.-Ácidos nucléicos
Grupos funcionales fosfato y amino Filamento de ADN con varios puntos de replicación ¿Desoxirribosa? ¿Ribosa? Un nucleótido, monómero del ARN El ARN-t interviene en la síntesis de proteínas Superenrollamiento del ADN

13 Nombres de especie = nombres específicos
5.La diversidad y organización de los seres vivos 4.-La ordenación de la biodiversidad (I) El concepto de especie: conjunto de individuos descendientes de antecesores comunes, con características semejantes morfológicas, fisiológicas y de comportamiento, y capaces de reproducirse entre sí y dar lugar a descendencia fértil. Las especies no son inmutables  Las especies evolucionan La Taxonomía y la nomenclatura binomial: Cómo clasificar y ordenar las especies Carl von Linnè (Linnaeus; Linneo) (1758) Taxones Nombre científicio = Primer nombre (género) (mayúscula) Segundo nombre (minúscula) Abreviatura del clasificador primero (entre paréntesis si revisado por otro autor) Nombre del género Nombres de especie = nombres específicos

14 5. La diversidad y organización de los seres vivos 4
5.La diversidad y organización de los seres vivos 4.-La ordenación de la biodiversidad (II) La sistemática en el reino metafitas y en el reino metazoos: TAXONES Taxón Familia Taxón Orden

15 5. La diversidad y organización de los seres vivos 4
5.La diversidad y organización de los seres vivos 4.-La ordenación de la biodiversidad (III) Instrumentos de la Sistemática: Órganos análogos (inapropiados) Órganos homólogos: origen común Proteínas (específicas de cada taxón) ADN (genoma) Categorías de Margulis y Schwartz (1980): 5 Reinos: Moneras Protistas ( = Protoctistas) Hongos (= Fungi) Metafitas Metazoos Los dominios (sistemática basada en comparación de secuencias génicas de los ribosomas): Bacteria Archaea (arqueobacterias) Eukarya Órganos análogos Órganos homólogos

16 Todos los seres vivos en 5 Reinos
Todos pluricelulares Reino Hongos Todos tienen células eucarióticas Reino Metazoos Reino Metafitas Reino Protistas Unicelulares y Pluricelulares Todos tienen células procarióticas Reino Moneras Unicelulares

17 5. La diversidad y organización de los seres vivos 4
5.La diversidad y organización de los seres vivos 4.-La ordenación de la biodiversidad (IV) Un titular de El País Lo que no debe ser Oreophitecus bambolii Lo que sí debe ser

18 5. La diversidad y organización de los seres vivos 4
5.La diversidad y organización de los seres vivos 4.-La ordenación de la biodiversidad (IV) Un folleto recogido en AGROPEC Lo que no debe ser Lo que sí debe ser

19 5. La diversidad y organización de los seres vivos 5
5.La diversidad y organización de los seres vivos 5.-El origen y la diversificación de la Vida 5.1.-La evolución prebiótica (I) Las primeras biomoléculas, formadas a partir de sustancias sencillas como H20, CH4, CO2 (escaso en la original atmósfera reductora supuesta), CO, N2, NH3, H2, SH2 y PO43- (disuelto en el agua) (muchas de ellas provenientes de la actividad volcánica), participantes en reacciones químicas catalizadas por la energía de los rayos, del calor geotérmico y de la luz UV del Sol. ¿Resultado? Según el experimento de Miller y Urey, en el que recrearon la atmósfera primitiva propuesta por Oparin (1920): 2CH4 + N2  2CNH (ác. cianhídrico)+ 3H2 CO + NH3  CNH + H2O El HCHO (formaldehído) se forma fácilmente en experimentos de simulacro de la primitiva Tierra. Cuando es calentado en presencia de caliza: HCHO + CO3Ca  diversos monosacáridos El experimento de Miller y Urey (1953)

20 La formación de adenina a partir del ácido cianhídrico (Oró, 1960)
5.La diversidad y organización de los seres vivos 5.-El origen y la diversificación de la Vida 5.1.-La evolución prebiótica (II) aminoácidos HCN CH3-CHO HCHO Algunas moléculas obtenidas en el experimento de Miller & Urey (1953) Formación de cadenas hidrocarbonadas sencillas La formación de adenina a partir del ácido cianhídrico (Oró, 1960)

21 5. La diversidad y organización de los seres vivos 5
5.La diversidad y organización de los seres vivos 5.-El origen y la diversificación de la Vida 5.1.-La evolución prebiótica (III) HCHO: formaldehído HCOOH: ác. fórmico CH3-COOH: ác. acético Cadenas hidrocarbonadas Moléculas anfipáticas (fosfolípidos) Vesículas monocapa (micelas) En el mar y a cierta profundidad para evitar daños en las moléculas por los rayos UV Posible contenido atrapado: Adenina, aminoácidos sencillos, fosfatos, monosacáridos sencillos Bicapa lipídica Monocapa  Bicapa

22 5. La diversidad y organización de los seres vivos 5
5.La diversidad y organización de los seres vivos 5.-El origen y la diversificación de la Vida 5.1.-La evolución prebiótica (IV) Queda pendiente: Formación de enlaces peptídicos para formar proteínas sencillas. Que se unan las adeninas a los monosacáridos sencillos provenientes del HCN. Que el fosfato se una al resultante de las uniones de adenina y monosacárido Que los nucleótidos resultantes se unan entre sí por enlaces fosfodiéster Pero… Para formar enlaces peptídicos se necesitan enzimas que catalicen esas reacciones de formación de enlace. Para formar estos enlaces también se precisan enzimas También hacen falta las enzimas correspondientes Lo mismo de lo mismo ¿Dónde están las enzimas para catalizar la formación de estos enlaces? Recuérdese: para que haya enzimas tiene que haber ADN: ADN  ARN  Proteínas ¿Dónde el ARN o el ADN necesario para todo esto? Tal vez la solución esté en las RIBOZIMAS descubiertas por Cech (1989), híbridos entre sencillos ARN y sencillas PROTEÍNAS ENZIMÁTICAS muy parecidos a los actuales RIBOSOMAS (órganulos imprescindibles en la síntesis de proteínas actual)

23 Síntesis de proteínas Síntesis de enzimas
5.La diversidad y organización de los seres vivos 5.-El origen y la diversificación de la Vida 5.2.-La evolución prebiótica (V) Ribozimas catalizan formación de enlaces peptídicos y fosfodiéster ProtoARN Polimerización ARN La síntesis de proteínas hoy día ADN Duplicación de cadena Síntesis de proteínas Síntesis de enzimas

24 5. La diversidad y organización de los seres vivos 5
5.La diversidad y organización de los seres vivos 5.-El origen y la diversificación de la Vida 5.2.-La organización de la célula procariótica

25 5. La diversidad y organización de los seres vivos 5
5.La diversidad y organización de los seres vivos 5.-El origen y la diversificación de la Vida 5.3.-La evolución biótica hacia la célula eucariótica (I) Hipótesis de Gupta y Margulis Célula procariótica primitiva de tipo Archibacteria Célula procariótica primitiva de tipo Espiroqueta Célula procariótica con nuevos genes y metabolismo más complejo (anaerobio fermentativo)

26 5. La diversidad y organización de los seres vivos 5
5.La diversidad y organización de los seres vivos 5.-El origen y la diversificación de la Vida 5.3.-La evolución biótica hacia la célula eucariótica (II) Hipótesis de L. Margulis (teoría endosimbíótica) Célula eucariótica aerobia heterótrofa Célula eucariótica aerobia autótrofa

27 5. La diversidad y organización de los seres vivos 5
5.La diversidad y organización de los seres vivos 5.-El origen y la diversificación de la Vida 5.3.-La evolución biótica hacia la célula eucariótica (un resumen)

28 5. La diversidad y organización de los seres vivos 5
5.La diversidad y organización de los seres vivos 5.-El origen y la diversificación de la Vida 5.5.-La evolución eucariota: los seres pluricelulares Colonia de células eucarióticas No es un individuo pluricelular Cadenas de células procarióticas (Algas Cianofíceas)

29 5. La diversidad y organización de los seres vivos 5
5.La diversidad y organización de los seres vivos 5.-El origen y la diversificación de la Vida 5.5.-La evolución eucariota: los seres pluricelulares Procesos para la reproducción asexual y el incremento de la biomasa: la MITOSIS + CITOCINESIS CICLO CELULAR = Interfase + M! Interfase = G1+ S + G2 G1: Aumento de tamaño, síntesis de ATP y de ARN (transcripción) para la síntesis de proteínas) S: Replicación del ADN (se hacen copias de las cromátidas provenientes de la Telofase) G2: Aumento de tamaño (preparación para la división), más transcripciones y síntesis de dos nuevos centríolos Ciclo celular

30 Embriogénesis nemátodo
5.La diversidad y organización de los seres vivos 5.-El origen y la diversificación de la Vida 5.5.-La evolución eucariota: los seres pluricelulares Procesos para la reproducción asexual y el incremento de la biomasa: MITOSIS + CITOCINESIS PROFASE: Condensación cromatina  cromosomas (2 cromátidas) Cada par de centríolos a un polo Formación de microtúbulos  huso acromático Microtúbulos se unen a cinetocoro del centrómero Desaparece la membrana nuclear (carioteca) METAFASE Cromosomas se ubican todos en plano ecuatorial Placa metafásica ANAFASE Microtúbulos se acortan Cromátidas de cromosomas se separan Agrupamiento de las cromátidas en cada polo TELOFASE Cromátidas se desespiralizan  cromatina Se reconstruye membrana nuclear Mitosis Videoclip Embriogénesis nemátodo

31 Tras la Citocinesis I se obtienen dos células haploides
5.La diversidad y organización de los seres vivos 5.-El origen y la diversificación de la Vida 5.5.-La evolución eucariota: los seres pluricelulares Proceso para la formación de gametos para la reproducción sexual: MEIOSIS (I) Primera división ( = división reduccional) Profase I Leptoteno Condensación de cromatina No se distinguen cromátidas Zigoteno Apareamiento de cromosomas homólogos Se forma el complejo sinaptonémico (2 cromosomas, 4 cromátidas) Bivalente (= 1 par de homólogos apareados) Tétrada (= Conjunto de 4 cromátidas de un complejo sinaptonémico) Paquiteno Sobrecruzamiento o intercambio de fragmentos entre cromátidas no hermanas Diploteno Quiasmas Desempaquetamiento de los cromosomas Diacinesis Terminalización de los quiasmas Nuevo empaquetamiento de los cromosomas Se distinguen las cromátidas Desaparece la carioteca Metafase I Los pares de homólogos se ubican en el plano ecuatorial Anafase I Separación de los homólogos Cada cromosoma contiene dos cromátidas que, probablemente, ya no son idénticas Telofase I Desparecen los microtúbulos Reconstrucción de las cariotecas Leptoteno Zigoteno Paquiteno Diploteno Tras la Citocinesis I se obtienen dos células haploides La segunda división consta de PII, MII, AII y TII y es básicamente igual a una M!, con la salvedad de que los cromosomas tienen sus cromátidas hermanas genéticamente diferentes Al final de la R! se obtienen cuatro células haploides (gametos) con cromátidas Diacinesis Meiosis animación III Meiosis Animación I Meiosis animación II

32 El sobrecruzamiento en paquiteno
5.La diversidad y organización de los seres vivos 5.-El origen y la diversificación de la Vida 5.5.-La evolución eucariota: los seres pluricelulares Proceso para la formación de gametos para la reproducción sexual: MEIOSIS (II) BIVALENTE TÉTRADA El sobrecruzamiento en paquiteno Quiasma Las cromátidas hermanas dejan de ser genéticamente idénticas El sobrecruzamiento resulta en un intercambio de genes entre cromátidas no hermanas que, a la postre, genera variabilidad gamética y, por tanto, variabilidad poblacional

33 Algunas fotografías de TEM de la meiosis
Leptoteno Zigoteno Paquiteno Diploteno Diacinesis