Introducción a la Biología


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1 Introducción a la Biología! Significado del término! Campo de estudio! Definición

2 Bibliografía de consulta BIOLOGIA La Vida en la Tierra Audesirk Octava Edicion

3 Término que significa BIOS= VIDA LOGOS= ESTUDIO Acuñado por LAMARCK Y TREVIRANUS BIOLOGÍA Es una CIENCIA Est udia a los SERES VIVOS De ellos estudia Se define como QUIEN ESTUDIA LAS MUL TIPLES FORMAS QUE PUE- DEN ADOPTAR LOS SERES VIVOS, SU ESTRUCTURA, FUNCIÓN, EVOLUCIÓN, DE- SARROLLO Y SU RELA- CIÓN CON EL MEDIO AM- BIENTE Con esto englobamos a ESTRUCTURA FORMAS QUE ADOPTAN FUNCIONES RELACIÓN CON EL MEDIO EVOLUCIÓN Ejem. Ejem. Ejem. Ejem. Ejem.! CORAZÓN! PULMONES! CELULAR! ANIMAL! VEGETAL! BACTERIA! NUTRICIÓN! REPRODUCCIÓN! SÍNTESIS! DONDE VIVE! HÁBITOS! EVOLUCIÓN HUMANA

4 ETAPAS DE LA BIOLOGÍA SE IDENTIFICAN TRES ANTIGUA MODERNA MOLECULAR 500 A.C. INICIA EN DESTACAN! PRIMERAS IDEAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA! SE DESCRIBEN LAS ES- TRUCTURAS QUE FORMAN PARTE DE LOS ANIMALES Y VEGETALES! SURGEN LOS CAMPOS DE LA BOTÁNICA, ZOOLOGÍA Y TAXONOMÍA INICIA A MEDIADOS DEL SIGLO XVII. DESTACA! ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA CELULAR Y SUS FUNCIONES! SURGEN LA TEORÍA BIOGE- NÉTICA, CELULAR Y LA SELECCIÓN NATURAL! SURGE LA MICROBIOLOGÍA, GENÉTICA Y EVOLUCIÓN INICIA 1920 DESTACA! ESTUDIO DE LA ES- TRUCTURA CELULAR Y S U S FUNCIONES A NI! AVANCES VEL MOLECULAR EN GENÉ- TICA! BIOLOGÍA ACTUAL

5 Biología Antigua! Introducción! Biología Antigua 500 A.C.

6 TEORÍA DE LA GENE- RACIÓN ESPONTÁNEA POSTULÓ LA ARISTÓTELES LOS FENÓMENOS NATURALES TENÍAN UNA EXPLICACIÓN POSTULARON QUE FILÓSOFOS NATURALISTAS ANATOMÍA HUMANA ESTUDIARON LA GALENO Y VESALIUS BIOLOGÍA ANTIGUA HIERONIMUS FABRICIUS WILLIAN HARVEY ESTUDIARON LA CIRCULACIÓN SANGUÍNEA Y ESTRUCTURA DEL CORA- ZON EXPLORADORES Y COLONI- ZADORES DEL SIGLO XVI CON ELLOS SURGEN BOTÁNICA: PLANTAS ZOOLOGÍA: ANIMALES TAXONOMÍA: CLASIFICACIÓN

7 FILÓSOFOS NATURALISTAS! El comportamiento de la naturaleza es cíclico.! Este comportamiento, puede ser explicado y duplicado do por el hombre si lo observa cuidadosamente. ARISTÓTELES! La vida surge de manera espontánea a partir de la materia inerte.! La materia inerte puede convertirse en materia viva debido a que posee un principio activo que es capaz de generar vida.! En esto se fundamenta la teoría de la Generación Espontánea.

8 Biología Moderna! Microscopistas! Estructura celular! Nuevas teorías De 1650 a

9 M I C R O S C O P I S T A S INVENCIÓN DEL MICROSCOPIO SE LES ATRIBUYE LA! GIOVANNI FARBER! ZACCHARIAS JANNSEN JAN SWAMMERDAM ESTUDIÓ LA ANATOMÍA INTERNA DE INSECTOS: MOSCAS Y ABEJAS BIOLOGÍA MODERNA LOS VASOS CAPILARES UNEN A LAS ARTERIAS CON LAS VENAS OBSERVÓ QUE MARCELO MALPIGHI ANTON VAN LEEUWENHOECK PRIMERO EN OBSERVAR MICROORGANISMOS EN EL AGUA

10 E S T R U C T U R A LA PALABRA CÉLULA PRIMERO EN UTILIZAR ROBERT HOOKE LOS ÓRGANOS ES- TAN FORMADOS POR CÉLULAS OBSERVÓ QUE MARIE FRANCOIS BICHAT BIOLOGÍA MODERNA LA CÉLULA ES LA UNIDAD BÁSICA DE LA ESTRUCTURA POSTULÓ QUE RENE DUTROCHET C E L U L A R ROBERT BROWN ESTABLECIO QUÉ TODAS LAS CÉLU- LAS TIENEN NÚCLEO THEODOR SCHWANN MATHIAS SCHLEIDEN LA CÉLULA ES LA UNIDAD ANATÓMICA Y ESTRUCTURAL DE LOS SERES VIVOS RUDOLF VIRCHOW LA CÉLULA ES LA UNIDAD DE ORI- GEN DE LOS SERES VIVOS

11 N U E V A S T E O R Í A S LA TEORÍA CELULAR: LA CÉLULA ES LA UNIDAD DE ORIGEN, ESTRUCTURA Y FUNCIÓN POSTULARON THEODOR SCHWANN MATHIAS SCHLEIDEN LUIS PASTEUR CON EL SE INICIA LA IDEA DE BIOGÉ- NESIS: LA VIDA SUR- GE DE VIDA PRE- EXISTENTE BIOLOGÍA MODERNA GREGOR JOHANN MENDEL EXPLICÓ LOS MECANISMOS DE LA HERENCIA TEORÍA DE LA SELECCIÓN NATURAL: EN UN MEDIO AMBIENTE DETERMINADO SOLO SOBREVIVE EL MÁS APTO POSTULÓ LA CHARLES DARWIN NUEVOS CAMPOS SURGEN LA! MICROBIOLOGÍA! CITOLOGÍA! GENÉTICA! EVOLUCIÓN

12 Microscopio de Leeuwenhoeck Imagen observada por Hooke Corte del ápice de la raíz de cebolla donde se aprecian los núcleos celulares Matraces empleados por Pasteur

13 CLONACIÓN, TERAPIA GÉNICA MEJORAMIENTO DE ESPECIES VEGETALES Y ANIMALES EJEMPLO AVANCES EN GENÉTICA QUE HAN PERMITIDO ESTUDIO DE LA ESTRUC- TURA CELULAR A NIVEL MOLECULAR DONDE INTERVIENEN! MIC. ELECTRÓNICO! ULTRACENTRÍFUGA! ING. GENÉTICA! MANEJO DEL DNA TALES COMO DESTACAN BIOLOGÍA MOLECULAR DESTACAN ES LA! CARBOHIDRATOS! LÍPIDOS! PROTEÍNAS! AC. NUCLÉICOS QUÉ FUNCIÓN REALIZAN? AVANCES TECNOLOGÍCOS BIOLOGÍA ACTUAL ESTUDIO DE LA FUN- CIÓN CELULAR A NI- VEL MOLECULAR

14 Organización Biológica de la materia CÓMO ESTÁ ORGANIZADA LA MATERIA? POR UNA SERIE DE SUBUNIDADES QUE LE PERMITEN UN ORDENAMIENTO QUE VA DE LO SIMPLE A LO COMPLEJO. LA SUMA DE SUBUNIDADES HACE QUE LA MATERIA ADQUIERA MAYOR COMPLEJIDAD O NIVEL DE ORGANIZACIÓN. CÓMO SE CLASIFICA LA MATERIA?! DESDE EL PUNTO DE VISTA BIOLÓGICO SE CLASIFICA COMO MATERIA NO VIVA Y MATERIA VIVA

15 SIGNIFICA LO MISMO INANIMADO QUE MUERTO? INANIMADO: SE APLICA A LA MATERIA QUE NUNCA HA REALIZADO FUNCIONES VITALES, ES DECIR, LA MATERIA NO VIVA. EJEMPLO: PLÁSTICO, MINERALES, ROCAS. MUERTO: CON ESTE TÉRMINO NOS REFERIMOS A LA MATERIA VIVA QUE HA DEJADO DE REALIZAR SUS FUNCIONES VITALES. EJEMPLO: MADERA, CADÁVERES DE ANIMALES. CUÁLES SON LOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOLÓGICA DE LA MATERIA?

16 MATERIA SE DIVIDE EN DOS GRUPOS NO VIVA VIVA PARTÍCULAS ELEMENTALES SUS NIVELES DE ORGANIZACIÓN SON LOS SIGUIENTES CÉLULA POBLACIÓN ÁTOMOS COMPUESTOS ORGANELOS SI AGRUPAMOS FORMAN TEJIDOS ÓRGANOS SISTEMAS AGRUPADOS FORMAN COMUNIDAD ECOSISTEMA BIOSFERA ORGANISMOS

17 Organismos Vivos Definición! Funciones vitales! Características generales

18 VIDA DEBIDO A SUS TIENEN ORGANISMOS LOS IDENTIFICAMOS POR SUS METABOLISMO SON FUNCIONES VITALES SON DE DOS TIPOS REACCIONES QUÍMICAS QUE HACEN POSIBLE LA VIDA ESTAS PRODUCEN REGULA AL NUEVOS MATERIALES Y ENERGÍA BIOLÓ- GICAMENTE ÚTIL PARA LA HACEN POSIBLE LA AUTOPERPETUACIÓN SON LAS QUE PERMITEN LA SUPER- VIVENCIA DE LOS OR- GANISMOS, COMO IN- DIVIDUOS Y COMO ESPECIE A TRAVÉS DE LA REPRODUCCIÓN, REGULACIÓN, ADAPTACIÓN, ETC. CARACTERÍSTICAS GENERALES ENTRE ELLAS! POSEEN CÉLULAS! ORGANIZACIÓN! TRANSFORMAN LA ENERGÍA! REPRODUCCIÓN! IRRITABILIDAD! HOMEOSTASIA! CRECIMIENTO! DESARROLLO! ADAPTACIÓN! MOVIMIENTO

19 DEFINICIÓN DE ORGANISMO VIVO Material fisicoquímico que tiene un alto grado de complejidad, que posee metabolismo y se autoperpetúa a través del tiempo

20 DIFERENCIA ENTRE MUERTO E INANIMADO! La materia muerta es aquella que ha dejado de realizar sus funciones vitales! Esto significa que dicho material ha perdido su capacidad para metabolizar y autoperpetuarse.! Ejemplo: la madera! La materia inanimada es aquella que nunca ha realizado funciones vitales.! Ejemplo: el plástico

21 Campo de estudio de la Biología Campos relacionados Importancia de la Biología

22 CLASIFICACIÓN DE LOS ORGANISMOS ESTUDIA TAXONOMÍA DESARROLLO DE LOS EMBRIONES ESTUDIA EMBRIOLOGÍA FUNCIÓN A NIVEL ORGÁNICO ESTUDIA FISIOLOGÍA EVOLUCIÓN ESTUDIA CAMBIOS EN EL TIEMPO BIOQUÍMICA Y BIOFÍSICA CAMPOS RELACIONADOS CON LOS ORGANISMOS MORFOLOGÍA ESTUDIA ECOLOGÍA GENÉTICA ESTUDIA ESTUDIA VARIACIÓN Y HERENCIA ESTUDIA ESTRUCTURA Y FUNCIÓN A NIVEL MOLECULAR FORMA Y ESTRUCTURA RELACIÓN DE LOS ORGA- NISMOS CON SU MEDIO AMBIENTE

23 POR QUÉ ES IMPORTANTE LA BIOLOGÍA?! La Biología juega un papel relevante en la sociedad, ya que la aplicación de sus principios permite:! Producción masiva de alimentos de origen animal y vegetal.! Mejoramiento genético de especies animales y vegetales.! Control y cura de enfermedades a través del uso de antibióticos, vacunas, terapia génica.! Saneamiento del medio ambiente.! Protección de especies animales y vegetales en peligro de extinción.! Etc.

24 METABOLISMO! Origen del término! Definición

25 O R I G E N METABOLISMO SE DERIVA DE METABOLE SE DEFINE COMO QUE SIGNIFICA D E L A P A L A B R A LOS CUALES SON! CARBOHIDRATOS! LÍPIDOS! PROTEÍNAS! VITAMINAS! MINERALES! AGUA CAMBIO O TRANSFORMACIÓN A LOS NUTRIENTES A TRAVÉS DE REACCIONES QUÍMICAS CONOCIDAS COMO REACCIONES METABÓLICAS QUE TRANSFORMAMOS? NECESARIAS PARA OBTENER MATERIA Y ENERGÍA NECESARIA PARA CRECER, REPARARSE REPRODUCIRSE, ETC.

26 REACCIONES METABÓLICAS! Anabolismo! Catabolismo CO 2 + H 2 O + En.

27 REACCIONES METABÓLICAS SON DE DOS TIPOS OCURREN EN EL INTERIOR DE LA CÉLULA CATABÓLICAS DEL GRIEGO CATABOLE ANABOLE DEL GRIEGO ANABÓLICAS SON LAS QUE QUE SIGNIFICA SON LAS QUE DEGRADAN MOLÉCU- LAS COMPLEJAS HAS TA MOLÉCULAS SIM- PLES DESTRUIR CONSTRUIR PRODUCEN MOLÉCU- LAS COMPLEJAS A PARTIR DE MOLÉCU- LAS SIMPLES POR LO QUE POR LO QUE EJEMPLO SE DESGASTAN MATERIALES Y SE PRODUCE ENERGÍA Y MA- TERIA PRIMA CARBOHIDRATOS CRECER, REPARARSE REPRODUCIRSE, ETC. NECESARIO PARA CO 2 + H 2 O + ENERGÍA SE PRODUCEN NUEVOS MATE- RIALES Y SE AL- MACENA ENER- GÍA EJEMPLO

28 DE LO COMPLEJO A LO SIMPLE CATABOLISMO CO 2 + H 2 O + En. ANABOLISMO GLUCOSA DE LO SIMPLE A LO COMPLEJO

29 Procesos vitales del metabolismo! Nutrición CO 2 + H 2 O + En.! Respiración! Síntesis

30 PROCESOS VITALES DEL METABOLISMO SON TRES NUTRICIÓN RESPIRACIÓN SÍNTESIS PERMITE OBTENER + = PRODUCE UTILIZADA EN LA FABRICA NUTRIENTES DE TIPO! ORGÁNICO! INORGÁNICO EJEMPLO PASAN A LA ENERGÍA BIOLÓGICAMENTE ÚTIL POR MEDIO DE REACCIONES QUÍMICAS DEL CATABOLISMO MATERIALES CELULARES UTILIZANDO LAS REACCIONES QUÍMICAS DEL ANABOLISMO! BIOLMOLÉCULAS! CO 2, AGUA, SALES Y COMO MATERIA PRIMA PARA ELLO NECESITA

31 Nutrición autótrofa y heterótrofa! Tipos de organismos! Autótrofos! Heterótrofos

32 FORMAN SUS PROPIOS NUTRIENTES ORGÁNICOS A PARTIR DE SUSTANCIAS INORGÁNICAS SON LOS QUE PUEDEN SER FOTOAUTÓTROFOS SU FUENTE DE ENERGÍA ES QUIMIOAUTÓTROFOS LUZ SOLAR ENERGÍA QUÍMICA AUTÓTROFOS DEL GRIEGO AUTO = POR SI MISMO TROPHOS = EL QUE SE NUTRE SON DOS GRUPOS DE ORGANISMOS CLASIFICACIÓN DE LOS ORGANISMOS DE ACUERDO AL TIPO DE NUTRICIÓN DEPENDEN DE LOS HETERÓTROFOS ESTOS DEL GRIEGO HETEROS = DIFERENTE TROPHOS = EL QUE SE NUTRE NO PUEDEN FORMAR SUS PROPIOS NUTRIENTES ORGÁNICOS A PARTIR DE SUSTANCIAS INORGÁNICAS EJEMPLOS ANIMALES Y HONGOS

33 FUNCIONES DE AUTOPERPETUACIÓN! Definición! Funciones

34 SIGNIFICA MANTENERSE POR SI MISMO COMO AUTOPERPETUACIÓN TIENE COMO FINALIDAD LA SUPERVIVENCIA REQUIERE DE TRES FUNCIONES ESTAS SON! ORGANISMO! ESPECIE DEL DE LA CON ELLAS SE LOGRA REGULACIÓN DEL ESTADO DE EQUILIBRIO REPRODUCTORAS ADAPTATIVAS

35

36 Regulación del Estado de Equilibrio! Definición! Función

37 SON FUNCIONES DE REGULACIÓN DEL ESTADO DE EQUILIBRIO CONTROLAN AL PROCESOS HOMEOSTÁTICOS QUE SIGNIFICA HOMOIS = SIMILAR STASIS = PERMANECER METABOLISMO QUE PERMITEN UN FUNCIONAMIENTO AUTOCONSERVADOR PARA LOGRAR DE LOS ORGANISMOS LOS CUALES UTILIZAN UN SISTEMA DE ESTÍMULO-RESPUESTA PARA EJEMPLO! HAMBRE = NUTRICIÓN! HERIDA = CICATRIZ! PELIGRO = MOVIMIENTO! TEMPERATURA = SUDOR ESTÁN RELACIONADOS CON PROCESOS DEL

38 FUNCIONES DE AUTOPERPETUACIÓN! Reproducción

39 FUNCIONES REPRODUCTORAS PERMITEN LA IMPLICAN AUTOPERPETUACIÓN DE LA ESPECIE YA QUE GENERA YA QUE LA REJUVENECIMIENTO Y DESARROLLO HEREDA NUEVAS NUEVA DESCENDENCIA! FUNCIONES METABÓLICAS Y! FUNCIONES DE AUTOPERPETUACIÓN

40 FUNCIONES DE AUTOPERPETUACIÓN! Adaptación

41 FUNCIONES ADAPTATIVAS PERMITEN LA DEPENDEN DE DEL PERPETUACIÓN INDIVIDUO O DENTRO DE UN DE LA ESPECIE MEDIO AMBIENTE EJEMPLO DESIERTO POLAR ACUÁTICO CARACTERÍSTICAS HEREDADAS POR EJEMPLO! CAPACIDAD PARA RETENER AGUA! CAPACIDAD PARA RETENER O RA- DIAR CALOR! CAPACIDAD PARA CONFUNDIRSE CON EL AMBIENTE QUE LO RODEA! ETC. ADAPTADOS AL TALES COMO ZORRILLOS, CACTUS ADAPTADOS AL FRIO OSO POLAR, FOCAS

42 TEORÍA CELULAR! Introducción.! Aportaciones! Postulados

43 INTRODUCCIÓN! La materia viva y las células están estrechamente ligadas.! La materia viva se distingue por su capacidad para metabolizar y autoperpetuarse.! La estructura más pequeña de la materia con capacidad para metabolizar y autoperpetuarse, es la célula.! El trabajo realizado en poco más de 200 años, llevó al establecimiento de los tres postulados de la teoría celular.

44 APORTACIONES! Muchas fueron las aportaciones que ayudaron a establecer la estructura y la importancia de la célula, entre ellas tenemos:! Microscopio: Algunos consideran que fue Giovanni Farber quien lo inventó (1550); otros le otorgan el crédito a Zaccharias Jannsen (1590).! Robert Hooke: Fue el primero en utilizar la palabra célula (1665), al observar un corte de corcho.! René Dutrochet: Fue el primero en establecer que la célula era la unidad básica de la estructu-ra(1824).

45 ! Mathias Schleiden: Botánico de origen alemán, estableció que todos los tejidos vegetales estaban formados por células (1838).! Theodor Schwann: Zoologo de origen alemán, estableció que todos los tejidos animales estaban formados por células (1839). Propuso una base celular para toda forma de vida.! Rudolf Virchow: Médico que estudiaba citogénesis de los procesos cancerosos, concluyó que las células surgen de células preexistentes (1858).! Todo lo anterior lo podemos resumir en tres postulados, los cuales fundamentan la Teoría celular:

46 POSTULADOS DE LA TEORÍA CELULAR! La célula es la unidad de origen (Virchow).! La célula es la unidad de estructura (Dutrochet).! La célula es la unidad de función! Por sus aportaciones, Theodor Schwann y Mathias Schleiden son considerados los fundadores de la Teoría Celular Moderna, al postular que la célula era la unidad anatómica y estructural de los seres vivos.

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