Captulo 1

1
Capítulo 1

• Invitación a la Biología

2
Introducción

• Biología es aprender a pensar de un modo crítico
  acerca de la vida
• La biología puede ayudarnos a entender mejor el
  impacto humano en la naturaleza (p.e. guerras)

Fig. 1.1, p.2
3
Biología

• Estudio científico de la vida
• Se basa en hacerse preguntas básicas sobre la
  vida y el mundo natural

4
Por qué estudiar biología?

• Para aprender cómo los organismos están
  construidos, cómo funcionan, dónde viven y qué
  hacen
• Para ayudarme a desarrollar, modificar y definir
  ideas acerca de la vida

5
Niveles de Organización

• Célula
• Organismo multicelular
• Población
• Comunidad
• Ecosistema
• Biosfera

6
Niveles de Organización
Fig. 1.2, p.4
7
Niveles de Organización
Fig. 1.2, p.5
8
Niveles de organización de la vida
9
Nada vive sin energía

• Energía Capacidad de trabajo
• Metabolismo Reacciones por medio de las cuales,
  las células adquieren y usan energía para crecer,
  sobrevivir y reproducirse

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Sintiendo y Respondiendo

• Los organismos perciben cambios en su entorno y
  reponden a ellos
• Los receptores detectan formas específicas de
  energía (estímulos)
• Esto permite el mantenimiento de la homeostasis

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Interdependencias entre Organismos

• Productores
• Fabrican su propia comida
• Consumidores
• Dependen de la energía almacenada en tejidos de
  los productores
• Descomponedores
• Aprovechan restos y desechos

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Flujo energético

• Usualmente empieza con la energía solar
• Se transfiere de un organismo a otro
• La energía fluye en una dirección
• Eventualmente, toda energía regresa al ambiente

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energy input, from sun
Producers (plants, and other self-feeding
organisms)
NutrientCycling
Consumers Animals, most fungi, many protists,
many bacteria
energy output (mainly metabolic heat)
Fig. 1.3, p.6
14
(No Transcript)
15
Fig. 1.4, p.6
16
Unidad de la Vida

• Todos los organismos
• Están compuestos por las mismas sustancias
• Tienen metabolismo
• Perciben y responden al ambiente
• Tienen la capacidad de reproducirse según los
  establecido en el ADN

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Moléculas de la Vida

• Todas las cosas están compuestas por las mismas
  unidades de materia
• Los seres vivos están compuestos por ciertas
  moléculas
• Ácidos nucleicos
• Proteinas
• Carbohidratos
• Lípidos

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ADN (ácido desoxirribonucleico)

• Molécula de la vida
• Molecula de la herencia
• Determina el ensamblaje de aminoácidos que
  constituyen las proteínas
• Enzimas proteinas especializadas en catalizar o
  promover reacciones químicas

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Los bloques del edificio de la vida
Fig. 1-5, p.7
20
Stepped Art
Fig. 1-5, p.7
21
ADN y herencia

• Herencia
• Adquisición de caracteres a través de la
  transmisión del ADN de padres a la descendencia
• Reproducción
• Mecanismo por medio del cual un organismo produce
  descendencia
• Gobernada por instrucciones del ADN

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ADN guía al desarrollo

• Organismos multicelulares se desarrollan
• Etapas en serie
• El ADN tiene instrucciones para cada etapa

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Etapas de la vida
Fig. 1-6, p.7
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Diversiddad de la Vida

• Millones de especies vivientes
• Millones de especies extintas
• Esquemas de clasificación intentan organizar a
  los seres vivos

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Nombres científicos

• Introducidos por Carolus Linnaeus
• Primer nombre es el género (plural génera)
• Homo sapiens - género es Homo
• Segundo nombre es la especie dentro del género

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3 Dominos
Bacteria
Archaea
Eukarya
Fig. 1-7, p.8
27
3 Dominios
28
Comparación de los 3 Dominios
29
Ejemplos de la diversidad de la vida
Bacteria
Fig. 1-8, p.8
30
Ejemplos de la diversidad de la vida
Archaea
Fig. 1-8, p.8
31
Ejemplos de la diversidad de la vida
Protistas
Fig. 1-8c(1), p.9
32
Ejemplos de la diversidad de la vida
Protistas
Fig. 1-8c(2), p.9
33
Ejemplos de la diversidad de la vida
Protistas
Fig. 1-8c(3), p.9
34
Ejemplos de la diversidad de la vida
Protistas
Fig. 1-8c(4), p.9
35
Ejemplos de la diversidad de la vida
Protistas
Fig. 1-8c(5), p.9
36
Ejemplos de la diversidad de la vida
Plantas
Fig. 1-8c(6), p.9
37
Ejemplos de la diversidad de la vida
Plantas
Fig. 1-8c(7), p.9
38
Ejemplos de la diversidad de la vida
Hongos (Fungi)
Fig. 1-8c(8), p.9
39
Ejemplos de la diversidad de la vida
Fungi
Fig. 1-8c(9), p.9
40
Ejemplos de la diversidad de la vida
Animales
Fig. 1-8c(10), p.9
41
Diversidad de la vida
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6 Reinos
Protistans
Plants
Fungi
Animals
Eukaryotes
Archaebacteria
Eubacteria
Origen de la vida
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Procariotas
Eucariotas

• Unicelulares
• Sin núcleo ni organelas
• Más pequeños y menos complejos

• Unicelulares o multicelulares
• Con núcleo y otras organelas
• Más grandes y complejos

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Mutación fuente de variación

• Mutación cambio en la estructura de ADN
• Base de la variación de caracteres hereditarios
• La mayoría son dañinas

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Rasgo adaptativo

• Un rasgo que le confiere al individuo una ventaja
  en la supervivencia o reproducción, bajo ciertas
  circunstancias

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Evolución

• Cambio basado en los genes, en una línea de
  descendencia a través del tiempo
• Cambia la población, no los individuos

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Selección artificial

• Criadores de animales son ejemplos de agentes
  selectivos
• Individuos que poseen caracteres deseados son
  criados
• Caracteres favorecidos se vuelven más comunes en
  la población

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Palomas Domesticadas
Fig. 1-9a, p.10
49
Palomas Domesticadas
Stepped
Fig. 1-9b, p.10
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Selección Natural

• Los individuos varían en algunos rasgos
  heredables
• Algunas formas de los caracteres heredables son
  más adaptativas
• La selección natural se basa en las diferencias
  en la supervivencia y reproducción entre
  individuos que varían en sus rasgos
• Formas adaptativas de los caracteres se hacen más
  comunes que otras formas

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Resistencia a Antibioticos

• Antibioticos son usados para matar bacterias
• Mutaciones de resistencia a antibióticos existen
  o se producen
• Bacterias resistentes a Antibioticos sobreviven y
  se reproducen mejor que las no-resistentes
• A lo largo del tiempo, la proporción de bacterias
  resistentes a antibióticos aumenta

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Método Científico

• Fenómeno observado
• Hipótesis
• Predicciones
• Diseñar experimentos para probar las predicciones
• Realizar experimentos y analizar resultados

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Lógica inductiva

• Usar observaciones y hechos para llegar a
  generalizaciones o hipótesis
• Observación Águilas, palomas y gallinas tienen
  plumas
• Hipótesis Todos los pájaros tienen plumas

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Lógica deductiva

• Hacer una conclusión específica basada en una
  generalización
• Generalización Los pájaros tienen plumas
• Ejemplo Las águilas son pájaros
• Conclusión Las águilas tienen plumas

55
p.11
56
Experimentos

• Para estudiar fenómenos en ciertas condiciones
• Permiten predecir qué va a paser si la hipótesis
  es correcta
• No pueden probar que una hipótesis es 100
  correcta

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Diseño experimental

• Grupo control
• Idéntico al grupo experimental, excepto por la
  variable que se desea estudiar
• Error de muestreo Muestra no representativa
  confunde resultados
• Se minimiza aumentando el tamaño de la muestra

58
Fig. 1-12a, p.16
59
Fig. 1-12b, p.16
60
Teoría científica

• Hipótesis que ha sido probada en numerosas
  ocasiones y ha sido correcta
• Posee amplio alcance para explicar un fenómeno
  natural
• Ej. Teoría de la Evolución por Selección Natural
  de Darwin

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Experimentos de terapia biológica

• Podemos usar virus (bacteriófagos) para atacar
  bacterias y combatir las infecciones?

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Experimento 1

• Hipótesis Bacteriófagos protejen ratones contra
  infecciones bacterianas
• Predicción Si se inyectan ratones con
  bacteriófagos, éstos no van a morir como
  resultado de una inyección bacteriana

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Experimento 1 - Test

• Grupo Experimental
• Inyectado con bacterias y bacteriofagos
• Grupo control
• Inyectado con bacterias y solución salina

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Experimento 1 - Resultados Conclusión

• Grupo Experimental
• Ratones sobrevivieron
• Grupo Control
• Ratones murieron
• Conclusión Inyecciones con Bacteriofagos
  protejen a los ratones contra las infecciones
  bacterianas

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Experimento 2

• Predicción Inyecciones de bacteriofagos serán
  más efectivas que el tratamiento con una sola
  dosis del antibiótico estreptomicina
• Test Ratones inyectados con bacterias, luego
  con solución salina, estreptomicina, o
  bacteriófago

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Experimento 2 - Resultados

• Con la 2da. inyección
• Bacteriófago - 11 de 12 ratones vivieron
• 60 mg/gm estreptomicina - 5 de 12 vivieron
• 100 mg/gm estreptomicina - 3 de 12 vivieron
• Solución Salina todos los ratones murieron
• Conclusión El tratamiento con bacteriófagos
  puede ser mejor que el tratamiento con
  antibióticos

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Minimizando variables

• Todos los ratones tenían la misma edad y sexo, y
  crecieron en las mismas condiciones
• Cada ratón de cada grupo recibió el mismo
  tratamiento
• Todos los ratones recibieron la misma cantidad de
  solución
• La variable probada fue el tratamiento con
  antibiótico versus el tratamiento con bacteriófago

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Fig. 1-11, p.13
69
Experimental Group
Experimental
Results
34 yellow H. cydno butterflies
Both groups are introduced into isolated
habitats of yellow H. eleuchia. resighted
individuals are counted every day for two weeks.
Control group (white H. cyndo) is
selected against 37 of 46 (80) disappear,
compared with 20 of 34 (59) of the
experimental butterfly group.
Control Group
46 white H. cydno butterflies
Fig. 1-11c, p.13
70
Límites de la Ciencia

• El método científico no puede dar respuesta a
  asuntos subjetivos
• No puede proveer principios morales, estéticos o
  filosóficos
• Conflictos con asuntos religiosos
• Copérnico
• Darwin
• Fide et ratio