Biología II by Cengage

BIOLOGÍA II

Aída Elizabeth Soto Medina • Alejandra Eréndira Jaramillo Rodríguez • Armando Sosa Yañez • Luis Alejandro Méndez Cuesta • Zamira Karen Espinosa Soria Muestra ISSUU © D.R. 2021 por Cengage Learning Editores, S.A. de C.V., una Compañía de Cengage Learning, Inc. Cengage Learning® es una marca registrada usada bajo permiso. DERECHOS RESERVADOS.19/06/2021

BIOLOGÍA II

Muestra ISSUU © D.R. 2021 por Cengage Learning Editores, S.A. de C.V., una Compañía de Cengage Learning, Inc. Cengage Learning® es una marca registrada usada bajo permiso. DERECHOS RESERVADOS.19/06/2021

BIOLOGÍA II Aída Elizabeth Soto Medina • Alejandra Eréndira Jaramillo Rodríguez Armando Sosa Yañez • Luis Alejandro Méndez Cuesta Zamira Karen Espinosa Soria

Revisión técnica

Mónica Ana María Quiroga Rodríguez Juan Carlos Beltrán Martínez UNITEC, Campus Atizapán

Australia • Brasil • Canadá • Estados Unidos • México • Reino Unido • Singapur

Biología II Primera edición Aída Elizabeth Soto Medina Alejandra Eréndira Jaramillo Rodríguez Armando Sosa Yañez Luis Alejandro Méndez Cuesta Zamira Karen Espinosa Soria

© D.R. 2021 por Cengage Learning Editores, S.A. de C.V., una Compañía de Cengage Learning, Inc. &DUUHWHUD 0«[LFR 7ROXFD Q¼P RȴFLQD &RO (O <DTXL 'HO &XDMLPDOSD & 3 Ciudad de México. Cengage Learning® es una marca registrada usada bajo permiso.

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Gerente editorial Latinoamérica: -HV¼V 0DUHV &KDFµQ Editora: Cinthia Chávez Ceballos Coordinador de manufactura: Rafael Pérez González Diseño de portada: Karla Paola Benítez García &RPSRVLFLµQ WLSRJU£ȴFD Edith Jiménez Garibaldi Cicero Diseño Editorial

'DWRV SDUD FDWDORJDFLµQ ELEOLRJU£ȴFD Soto Medina, Aída Elizabeth, Alejandra Eréndira Jaramillo Rodríguez, Armando Sosa Yañez, Luis Alejandro Méndez Cuesta y Zamira Karen Espinosa Soria Biología II 3ULPHUD HGLFLµQ Ζ6%1 Visite nuestro sitio web en: http://latinoamerica.cengage.com

3XEOLFDGo en México 1 2 3 4 5 6 7 24 23 22 21

CONTENIDO

Presentación ..................................................................................... x Acerca de los autores ....................................................................... xi

UNIDAD 1 ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA HUMANA I .......................................................................... 2 1.1 Conceptos básicos. Anatomía, ﬁsiología e higiene ................................ 7 1.2 Tipos de tejidos .................................................................................... 8 1.2.1 Tejido epitelial ........................................................................... 9 1.2.2 Tejido muscular ....................................................................... 10 1.2.3 Tejido conectivo o conjuntivo................................................... 11 1.2.4 Tejido nervioso ........................................................................ 13 1.3 Anatomía, ﬁsiología e higiene de los sistemas del cuerpo humano I .......................................................................... 13 1.3.1 Sistema digestivo..................................................................... 13 1.3.2 Sistema respiratorio ................................................................. 16 Lectura de cierre ..................................................................................... 18 Actividad de cierre .................................................................................. 19 Instrumento de evaluación ...................................................................... 22 Referencias ............................................................................................. 23

UNIDAD 2 ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA HUMANA II .......................................................................24 2.1 Sistema urinario ................................................................................. 29 2.2 Sistema circulatorio ............................................................................ 31 2.2.1 Sangre .................................................................................... 34 2.3 Sistema linfático ................................................................................. 34 2.3.1 Linfa, nódulos y vasos.............................................................. 36 2.3.2 Timo y bazo ............................................................................ 37 2.4 Sistema endocrino.............................................................................. 38 Lectura de cierre ..................................................................................... 41

Contenido

Actividad de cierre .................................................................................. 42 Instrumento de evaluación ...................................................................... 43 Referencias ............................................................................................. 44

UNIDAD 3 ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA HUMANA III ......................................................................46 3.1 Sistema nervioso ................................................................................ 51 3.2 Sistema locomotor ............................................................................. 54 3.3 Sistema reproductor ........................................................................... 56 3.3.1 Aparato reproductor masculino ............................................... 57 3.3.2 Aparato reproductor femenino ................................................ 58 Lectura de cierre ..................................................................................... 62 Actividad de cierre .................................................................................. 63 Instrumento de evaluación ...................................................................... 65 Referencias ............................................................................................. 66

UNIDAD 4 REPRODUCCIÓN ANIMAL ..............................................68 4.1 Tipos de reproducción ........................................................................ 73 4.2 Gametogénesis: espermatogénesis y ovogénesis ................................ 73 4.2.1 Apareamiento y fecundación ................................................... 75 4.2.2 Desarrollo embrionario ............................................................ 76 4.3 Ambiente y reproducción ................................................................... 78 4.4 Reproducción asexual......................................................................... 78 4.4.1 Gemación, fragmentación, ﬁsión binaria, esporulación y partenogénesis ................................................. 79 Actividad de cierre .................................................................................. 81 Instrumento de evaluación ...................................................................... 82 Referencias ............................................................................................. 83

UNIDAD 5 GENÉTICA ........................................................................84 5.1 Introducción....................................................................................... 90

Contenido

5.2 Conceptos básicos ............................................................................. 90 5.2.1 Cromosomas ........................................................................... 91 5.2.2 Alelos y locus .......................................................................... 94 5.3 Genética mendeliana ......................................................................... 95 5.3.1 Entrecruzamiento cromosómico .............................................. 95 5.3.2 Fenotipo y genotipo ................................................................ 96 5.3.3 Leyes de Mendel ..................................................................... 96 5.4 Herencia ligada al sexo ..................................................................... 100 5.5 Mutaciones ...................................................................................... 100 5.5.1 Cariotipo ............................................................................... 100 5.5.2 Enfermedades genéticas ........................................................ 100 5.6 Ingeniería genética ........................................................................... 103 Actividad de cierre ................................................................................ 105 Instrumento de evaluación .................................................................... 106 Referencias ........................................................................................... 108

UNIDAD 6 EVOLUCIÓN.................................................................... 110 6.1 Conceptos básicos. Adaptación y evolución.................................... 116 6.2 Factores que participan en la evolución .......................................... 116 6.3 Historia de la evolución .................................................................. 117 6.3.1 Fijismo ................................................................................. 117 6.3.2 Los transformistas ................................................................ 118 6.3.3 Lamarck............................................................................... 118 6.3.4 Thomas Malthus .................................................................. 119 6.3.5 Charles Darwin .................................................................... 119 6.3.6 Neodarwinismo: nuevas evidencias para la teoría de la evolución .................................................................... 120 6.3.7 Teoría sintética ..................................................................... 120 6.4 Pruebas evolutivas .......................................................................... 121 6.4.1 Homologías ......................................................................... 121 6.4.2 Analogías ............................................................................ 122 6.4.3 Embriología comparada ....................................................... 122 6.4.4 Órganos vestigiales .............................................................. 122 6.4.5 Fósiles ................................................................................. 123 6.5 Variabilidad .................................................................................... 123 6.6 Selección natural ............................................................................ 123 6.7 Especiación .................................................................................... 124 6.8 Evolución convergente y divergente ............................................... 125 6.9 Migración ...................................................................................... 125

vii

viii

Contenido

6.10 Etapas en la evolución del hombre hasta el Homo sapiens.............. 125 Actividad de cierre .................................................................................127 Instrumento de evaluación .....................................................................128 Referencias ............................................................................................129

UNIDAD 7 LOS SERES VIVOS ..........................................................130 7.1 Biodiversidad ................................................................................... 136 7.1.1 Importancia de la biodiversidad ............................................. 137 7.2 Clasificación de los seres vivos .......................................................... 137 7.2.1 Historia de la clasificación biológica ....................................... 137 7.2.2 Criterios empleados en la clasificación ................................... 138 7.3 Taxonomía ....................................................................................... 140 7.3.1 El taxón básico: la especie ..................................................... 140 7.3.2 Los nombres científicos ......................................................... 141 7.3.3 La nomenclatura binominal ................................................... 141 7.4 El taxón más grande: el dominio ...................................................... 143 7.4.1 Eubacteria y Arquea .............................................................. 143 7.4.2 Eukarya ................................................................................. 147 Actividad de cierre .................................................................................153 Instrumento de evaluación .....................................................................156 Referencias ............................................................................................157

UNIDAD 8 REINO PLANTAE ............................................................ 158 8.1 Reino Plantae ................................................................................... 163 8.1.1 Importancia del agua para la adaptación, diversiﬁcación y dispersión de las plantas ............................... 163 8.2 Características generales de los organismos que conforman el reino Plantae........................................................ 169 8.3 Características generales del reino Plantae........................................ 171 8.3.1 Subreino Briophyta o plantas no vasculares ........................... 171 8.3.2 Subreino Tracheophyta o plantas vasculares........................... 173 Actividad de cierre ................................................................................ 189 Instrumento de evaluación .....................................................................191 Referencias ............................................................................................192

Contenido

UNIDAD 9 REINO ANIMALIA .......................................................... 194 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7

Características generales del reino Animalia ..................................... 200 Phylum Porifera ................................................................................ 202 Phylum Cnidaria ............................................................................... 203 Phylum Platyhelminthes.................................................................... 203 Phylum Annelida .............................................................................. 204 Phylum Mollusca .............................................................................. 206 Phyla Bryozoa, Nematoda y otros (antes Aschelminthes) ................... 207 9.7.1 Phylum Bryozoa ................................................................... 207 9.7.2 Phylum Nematoda ............................................................... 208 9.7.3 Otros animales..................................................................... 209 9.8 Phylum Arthropoda .......................................................................... 210 9.8.1 Generalidades de los artrópodos .......................................... 210 9.8.2 Quelicerados (arácnidos) ...................................................... 211 9.8.3 Crustáceos .......................................................................... 212 9.8.4 Insectos ............................................................................... 212 9.8.5 Miriápodos .......................................................................... 214 9.9 Phylum Echinodermata..................................................................... 215 9.10 Phylum Chordata ............................................................................. 216 9.10.1 Generalidades de los cordados............................................. 216 9.10.2 Peces ................................................................................... 218 9.10.3 Anﬁbios ............................................................................... 220 9.10.4 Reptiles y aves ..................................................................... 220 9.10.5 Mamíferos ........................................................................... 222 Actividad de cierre ................................................................................ 224 Instrumento de evaluación .................................................................... 227 Referencias ........................................................................................... 228

PRÁCTICAS DE LABORATORIO ................................................1

PRESENTACIÓN

Una sociedad en constante cambio, como la nuestra, llena de retos y demandas exige que los alumnos de bachillerato desarrollen competencias, habilidades, actitudes y conocimientos que les permitan vivir y convivir de manera positiva y responsable. Los estudiantes pueden adquirir este cúmulo de saberes por sí mismos, pero también bajo la guía de sus profesores, su familia y el círculo social que los rodea. Considerando lo anterior, Cengage ha creado este libro de texto con el objetivo de cubrir las necesidades del programa de Biología para bachillerato UNITEC. Los contenidos de la serie han sido concebidos y dirigidos cuidadosamente con la guía de expertos en la materia y con base en los programas oficiales de estudio para proporcionar elementos cognoscitivos, metodológicos y afectivos que le permitan al estudiante profundizar en la comprensión de su medio natural y social, desarrollar su personalidad, definir su participación crítica y constructiva en la sociedad en que se desenvuelve, así como a introducirse en el análisis de problemáticas relacionadas con las diferentes disciplinas científicas y tecnológicas, siempre con la perspectiva de incorporarse con éxito a los estudios superiores. Biología II invita a analizar los cambios en el conocimiento de los seres vivos, como producto del desarrollo de nuevos métodos y herramientas, así como el papel que, como hombre de su tiempo, desempeña en el cuidado del medio ambiente y le lleva a tornar conciencia de lo que implica el desarrollo de las tendencias de la ciencia en el campo de la biología. Esta obra incluye elementos didácticos e instruccionales que favorecen la experiencia del aprendizaje de la ciencia. Incluye mapa conceptual, lectura detonante, evaluación diagnóstica, experimentos, actividades de cierre, instrumentos de evaluación, prácticas de laboratorio y proyectos. Los contenidos de la obra están divididos en nueve unidades, que son: Unidad 1. Anatomía y fisiología humana I Unidad 2. Anatomía y fisiología humana II Unidad 3. Anatomía y fisiología humana III Unidad 4. Reproducción animal Unidad 5. Genética Unidad 6. Evolución Unidad 7. Los seres vivos Unidad 8. Reino Plantae Unidad 9. Reino Animalia Esperamos que esta obra sea una guía para los estudiantes que, además de impulsar la perspectiva de seguir con una carrera profesional, los prepare para la vida.

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ACERCA DE LOS AUTORES

Aída Elizabeth Soto Medina UNITEC, Campus Sur Egresada de la licenciatura en Biología experimental por parte de la Universidad Autónoma Metropolitana, cuenta con la maestría en la misma área donde se especializó en estrés, ansiedad y neurogénesis. Se desempeñó como ayudante de investigador en el Instituto Nacional de Psiquiatría “Ramón de la Fuente Muñiz”, realizando investigación básica en la elaboración de principios activos para el desarrollo de antidepresivo y ansiolíticos.. Ha participado como divulgadora científica en diversos Congresos Nacionales de Física, así como eventos organizados por la Comisión Federal de Electricidad (CFE). Con once años de experiencia docente, actualmente imparte clases en la Universidad Tecnológica de México, campus Sur.

Alejandra Eréndira Jaramillo Rodríguez UNITEC, Campus Sur Bióloga por la Facultad de Estudios Superiores Iztacala de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), egresada de la maestría de Ciencias biológicas experimentales del Centro de Ciencias de la Atmósfera de la UNAM, con experiencia desde la formación académica hasta el ejercicio profesional en investigación científica básica, en las áreas de biomedicina, genotoxicología y biología molecular humana y bacteriana; por su convicción en la necesidad de promover el pensamiento científico, el desarrollo de la curiosidad y la conciencia de la preparación y actualización constante se vincula con la actividad docente de diversas materias de ciencias biológicas en el nivel medio superior y superior en formato presencial y a distancia desde el 2010, así como la participación como ponente y expositora en eventos de divulgación científica combinando dichas vertientes profesionales hasta la fecha.

Armando Sosa Yañez UNITEC, Campus Sur Biólogo egresado de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (UMSNH). Sus intereses son los invertebrados marinos, principalmente taxonomía, biogeografía y ecología de los Phyla Bryozoa, Echinodermata y el Subphylum Crustacea, trabajando nuevas especies, géneros y re descripción de taxones. Durante los últimos seis años ha sido profesor en la facultad de Ciencias en la UNAM impartiendo las materias de Biología de animales I, Biogeografía y Ecología marina. En la UNITEC, Campus Sur ha impartido en nivel preparatoria las asignaturas de Geografía, Ecología y medio ambiente, Temas selectos de Química I y II y Biología I y II. Su investigación actual está relacionada con los briozoos marinos del Pacífico y Golfo de México, tanto de zonas someras, como de profundidad, así como en el estudio de briozoos marinos asociados a espinas primarias de erizos de mar. Ha participado en siete congresos nacionales y tres internacionales relacionados sobre taxonomía de briozoos marinos y equinodermos.

xii

Acerca de los autores

Luis Alejandro Méndez Cuesta UNITEC, Campus Sur Biólogo egresado de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), con maestría en Ciencias biológicas y especializado en el área de las Neurociencias por parte de la misma institución. Ha realizado investigación básica en los temas de estrés oxidativo en enfermedades neurodegenerativas, así como la búsqueda de estrategias terapéuticas en modelos de isquemia cerebral. Ha impartido ponencias en congresos científicos tanto nacionales como internacionales y tiene varias publicaciones en revistas científicas indexadas. Con siete años de experiencia en la docencia, actualmente es profesor de asignatura “A” de la Facultad de Ciencias, UNAM, y profesor de asignatura en preparatoria de la UNITEC, Campus Sur.

Zamira Karen Espinosa Soria UNITEC, Campus Sur Bióloga de la Facultad de Estudios Superiores Iztacala de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) con experiencia en investigación científica en biología y biomedicina molecular. Egresada de la maestría en Ciencias biológicas experimentales en el Centro de Ciencias de la Atmósfera (CCA) UNAM, relacionada estrechamente con la aerobiología e inmunología y dedicada a la docencia desde el 2005 impartiendo materias del área de ciencias biológicas tanto en modelo tradicional como por competencias, de forma presencial y a distancia, en nivel básico, medio superior y superior, promoviendo y fortaleciendo en los jóvenes el interés por la investigación y la divulgación científica.

BIOLOGÍA II

UNIDAD 1

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ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA HUMANA I

TEMAS 1.1 Conceptos básicos. Anatomía, ﬁsiología e higiene 1.2 Tipos de tejidos 1.2.1 Tejido epitelial 1.2.2 Tejido muscular 1.2.3 Tejido conectivo o conjuntivo 1.2.4 Tejido nervioso 1.3 Anatomía, ﬁsiología e higiene de los sistemas del cuerpo humano I 1.3.1 Sistema digestivo 1.3.2 Sistema respiratorio

OBJETIVO GENERAL Comprender la organización sistémica al comparar los diferentes niveles y diferencias con otros organismos para entenderlo como resultado de un proceso evolutivo y como elemento fundamental homeostático.

OBJETIVOS PARTICULARES Al finalizar la unidad, el alumno será capaz de: 1. Identificar los conceptos básicos de la anatomía y fisiología huumana. 2. Reconocer las funciones y las características de los tipos de tejidos. 3. Distinguir el proceso de nutrición y respiración como elementos para conservar la homeóstasis

UNIDAD 1

Anatomía y ﬁsiología humana I

MAPA CONCEPTUAL Organización del cuerpo humano y las ciencias que lo describen

Célula

Estudia la función

Conjunto de organelos

Fisiología Epitelial Conectivo Tejido

Estudia la forma

Conjunto de células Nervioso

Anatomía

Muscular Estructura el lenguaje técnico del área

Semiología

Estudia los tejidos

Histología

Estudia las células

Cuerpo humano

Órgano

Conjunto de tejidos

Aparato

Conjunto de órganos

Citología

Lectura detonante

LECTURA DETONANTE

utter / Sh

l_P Ha

La ciencia es universal y existen personas excep cionales que llevaron su curiosidad a muchas áreas, por ejemplo, en 1932 Andrew Huxley, ingeniero y físico, se interesó por la fisiología de las neuronas e inventó una técnica llamada “patch clamp” con la que logró estudiar la con ducción eléctrica (potencial de acción); mientras que su hermano Aldous Huxley, escritor, describió en su libro Un mundo feliz una época donde era natural la modificación y selección de genes a solicitud de los padres, una visión que generó avances en ciencias como la em briología y la genética. Con ello, ambos ganaron un premio Nobel en 1963, cada uno en su área (medicina y literatura). Tiempo atrás, en 1510, Leonardo da Vinci, ingeniero, pintor, ar quitecto y anatomista, realizó su Manuscrito anatómico, en el que plasmó con más de 200 bocetos, la belleza del cuerpo huma no y sus diferentes perspectivas logrando capturar con exactitud músculos, el primer hígado con cirrosis y la obra llamada Hombre de Vitruvio, que muestra un hombre con perfectas proporciones en diferentes posiciones, sirviendo de antecedente para avances tecnológicos tan importantes como el modelado en 3D y los equi pos médicos con que ahora podemos observar las estructuras anatómicas, ya no solo imaginarlas, por ello, aunque todos ellos fueron especialistas de diversas áreas que no propiamente eran la anatomía y la fisiología, tiene un lugar especial en la historia de las ciencias que estudian el cuerpo. En esta unidad revisarás qué es la anatomía y la fisiología, además de conocer los primeros sistemas, como el digestivo y respiratorio, que son los encargados de la nutrición y el intercambio gaseoso.

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El conocimiento puede ser construido por todos

UNIDAD 1

Anatomía y ﬁsiología humana I

EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA

I. Jerarquiza de menor a mayor complejidad colocando los números del 1 al 9 en la línea que corresponda a cada nivel de organización representados por las siguientes imágenes.

Tejido

Molécula

Célula

Organismo

Órgano

Comunidad

Población

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Sistema

Organelo

1.1 Conceptos básicos. Anatomía, ﬁsiología e higiene

sistema óseo

tejido conectivo óseo

nivel celular (osteocito)

Estudiar a los seres vivos es una tarea que siempre ha causado fascinación y más cuando se habla del cuerpo humano, así que, en conjunto con la biología, se han desarrollado otras ciencias que ayudan a entender de qué y para qué están hechas las estructuras que componen a los organismos. La anatomía, por ejemplo, es la ciencia que se encarga de estudiar la forma, estructura, disposición, tamaño y relación de las partes que conforman a los seres vivos; mientras que la fisiología estudia la función y relación entre las estructuras anatómicas, y ambas lo hacen a diferentes niveles de complejidad, comenzando desde la célula: unidad anatómica funcional de todo ser vivo que al conjuntarse, ya sea que sean iguales o diferentes pero con una función en especial, se denomina tejido; mientras que dos o más tejidos agrupados para lograr una tarea se denomina órgano y estos, a su vez, trabajan con otros órganos para realizar una función común recibiendo el nombre de sistema, y así los sistemas interaccionan y forman a los organismos pluricelulares que conoces (figura 1.1). A su vez, existe terminología propia de las ciencias mencionadas para facilitar el entendimiento entre los especialistas del área, por ejemplo, se definió que toda estructura anatómica debe ser descrita en relación con la posición anatómica, la cual en el humano es estando de pie, en posición erecta, con los brazos en los lados y las palmas de las manos dirigidas hacia adelante con los pies juntos y el rostro mirando al frente. Desde esa posición se marcaron planos de perspectiva para poder describir a profundidad la anatomía, estos planos son tres: sagital o medial, es un plano que atraviesa el cuerpo de forma longitudinal y lo divide en derecha e izquierda; mientras que el transversal es una línea horizontal que divide la estructura en parte superior e inferior, y el coronal que corre de derecha a izquierda de forma vertical y que logra la perspectiva anterior y posterior. Desde estas perspectivas se observan los tejidos hasta los sistemas en la anatomía y fisiología (figura 1.2).

organo-Hueso

organismo-Gato

Figura 1.1 Niveles de organización de la materia.

Anatomía y ﬁsiología humana I

UNIDAD 1

plano sagital

plano frontal / coronal

plano transversal

Figura 1.2 Planos corporales.

1.2 Tipos de tejidos Así como existen diversos tipos celulares, existen también diversos tejidos. La palabra tejido proviene de la raíz latina texere que signiﬁca tejer y hace referencia a las células entretejidas y coordinadas para lograr una o varias funciones. Existen cuatro tipos de tejidos animales: epitelial, muscular, conjuntivo o conectivo y nervioso (ﬁgura 1.3).

Tejido nervioso

Tejido muscular Músculo cardiaco

Cerebro

Músculo esquelético

Médula espinal

Músculo liso

Nervios Células musculares

Células nerviosas Tejido conectivo

Tejido epitelial Revestimiento del tracto gastrointestinal y otros huecos © VectorMine / Shutterstock.com

Tendón

Hueso Columnar Columnar Cuboidal Escamoso ciliado simple simple simple Superﬁcie de la piel Membrana basal

Grasa y otros tejidos de relleno blando Células grasas

Figura 1.3 Tipos de tejidos.

1.2 Tipos de tejidos

Actividad 1.1 Relaciona el tipo de tejido animal con su función. Tejido

Función

(

) Epitelial

a) Más diverso, encargado de la conexión y de dar soporte.

(

) Muscular

b) Recepción, procesamiento y respuesta a estímulos.

(

) Nervioso

c) Glándulas encargadas de la secreción y revestimiento para protección.

(

) Conjuntivo o conectivo

d) Contracción y relajación para generar movimiento.

1.2.1 Tejido epitelial ¿SABÍAS QUÉ? El tejido epitelial que forma la piel tiene numerosos y diferentes tipos de receptores, como los de frío o dolor que aumentan en número en la adolescencia y se van perdiendo muy lentamente con forme envejecemos.

Es el conjunto de células que se encarga de cubrir tanto interna como externamente otras estructuras, es el de mayor extensión y está sostenido por una red proteica llamada membrana basal, no está conectado a capilares sanguíneos y además se acomoda en capas de células conectadas estrechamente de manera que existe poca matriz extracelular, lo que evita el paso de sustancias. Por ello, su función de recubrimiento y protección va desde evitar la deshidratación y abrasiones, soportar un daño mecánico y, por supuesto, evitar la entrada de patógenos como virus o bacterias (figura 1.4). El tejido epitelial puede estar formado por células escamosas, columnares, cúbicas o ciliadas, y de acuerdo con el número de capas en que se organizan y acomodan sobre la membrana basal (estratos), además de su función, el tejido epitelial puede ser de tipo: simple, cuando está formado solo por un estrato, es el más común y recubre la mayor parte del organismo; estratificado formado por varios estratos, permitiéndole soportar constantes procesos de abrasión o degradación, por lo cual está presente en la boca, el esófago y la piel, entre otros. Y, por último, el glandular, cuya función es secretora y que, a su vez, se divide en exocrino cuando la secreción es externa, como las glándulas salivales y sudoríparas, mientras que las endocrinas secretan sustancias al medio interno a través de los capilares, como en el caso de las hormonas (figura 1.5).

Figura 1.4 Tejido epitelial ciliado.

UNIDAD 1

Anatomía y ﬁsiología humana I

CÉLULA EPITELIAL

Epitelio escamoso simple

• Recubre los vasos sanguíneos y los sacos de los pulmones • Permite el intercambio de nutrientes, residuos y desechos

Núcleo Superﬁcie basal Membrana

Célula

Epitelio cilíndrico o columnar

• Áreas sensibles: tráquea, bronquios y útero • Absorción y secreción

Epitelio cúbico simple

• Alinea los túbulos y glándulas del riñón • Secreta y reabsorbe agua y moléculas pequeñas

Epitelio cilíndrico simple

• Recubre la mayoría de los órganos digestivos • Absorbe nutrientes y produce moco

Figura 1.5 Ejemplos de tejido epitelial y órganos que recubre.

1.2.2 Tejido muscular Es un tejido formado por células llamadas miocitos cuya característica es que son capaces de contraerse y relajarse en respuesta a un estímulo, es un tejido encargado del movimiento. Por el tipo de fibras que lo conforman, se divide en tres tipos: esquelético, que contiene miocitos acomodados en fibras “estriadas” cilíndricas, largas y multinucleadas llamadas músculos, que responden a voluntad y se encargan de la movilidad de los huesos; el formado por miocitos no ramificados, con un núcleo alargado que evita que parezcan fibras, recibe el nombre de liso y se encuentra en las paredes de los órganos internos huecos, como estómago, arterias, venas, etc., produciendo movimiento involuntario; y, por último, el cardiaco que, como su nombre lo indica, forma la capa muscular del corazón (miocardio), activo de forma permanente, formado por fibras cortas, anchas y ramificadas con células con un núcleo central (figura 1.6).

1.2 Tipos de tejidos

Células del músculo liso

Células musculares cardiacas

Células musculares estriadas Figura 1.6 Tipos de tejido muscular.

1.2.3 Tejido conectivo o conjuntivo ¿SABÍAS QUÉ? El colágeno representa aproximadamente el 30% de las proteínas totales de un adulto y algunas de sus funciones son disminuir el dolor, la inﬂamación, el edema, la rigidez de articulaciones y, además, es antioxidante.

Es el grupo de células que, a diferencia del epitelial, contienen matriz extracelular abundante (rica en colágeno y elastinas, lo que le da elasticidad) para poder llevar a cabo su función, la cual es conectar, sostener y reforzar otros tejidos y estructuras (ﬁgura 1.7).

Figura 1.7 Fibra de colágeno.

UNIDAD 1

Anatomía y ﬁsiología humana I

Aunque es el tejido más heterogéneo, se pueden identificar tres categorías: laxo, que es el encargado de rodear y sostener al tejido epitelial por ser el más flexible, además de ser un tejido suave que rodea otros órganos, en el caso del tejido adiposo también aislante térmico; el denso está acomodado en fibras de manera que las proteínas de la matriz como el colágeno pueden resistir el estiramiento en una dirección al convertirse en una especie de filamento que da soporte, o cuando están entretejidas en una red que da soporte al tejido epitelial permitiéndole movimiento, estiramiento y resiliencia a su acomodo original. Un ejemplo son los ligamentos y la dermis de la piel. Por último, el de tipo especializado es el más diverso, incluye tejidos encargados de recubrir y proteger las uniones entre huesos, dándole soporte y protección cuando hay un roce entre ellos, a lo que llamamos cartílago; por otro lado, los mismos huesos que son un tejido duro compuesto por calcio y células llamadas osteocitos acomodados en torno a vasos sanguíneos y nervios, son el tejido especializado de mayor soporte estructural del cuerpo. También la sangre y la linfa son ejemplos del tejido conectivo especializado, fluidos que sirven de medio de transporte a través de los capilares (figura 1.8).

Uña

Hueso

Cartílago

Colágeno

Dermis (la degradación del colágeno en la piel produce arrugas)

Pelo

Tejido conectivo Figura 1.8 Tipos de tejido conectivo.

1.3 Anatomía, ﬁsiología e higiene de los sistemas del cuerpo humano I

1.2.4 Tejido nervioso Las células que lo conforman, las neuronas, son células capaces de comunicarse a través de mensajeros químicos y que realizan esta acción tras recibir un impulso eléctrico. Las neuronas son células con proyecciones llamadas dendritas que usan para recibir estímulos, una de las proyecciones es alargada, axón, y es la que conduce el impulso eléctrico a través de toda la célula hacia las terminales presinápticas para transmitir el mensaje a otras neuronas. El tejido nervioso, entonces, forma órganos como los nervios, el cerebro y la médula ósea, que verás con mayor detalle en la unidad 3 (ﬁgura 1.9).

1.3 Anatomía, ﬁsiología e higiene de los sistemas del cuerpo humano I La anatomía, ﬁsiología e higiene se relacionan entre sí ya que para entender las funciones de los órganos es necesario conocer su estructura. A su vez, la higiene establece medidas de prevención para evitar enfermedades. A continuación inciaremos con el recorrido de los sistemas del cuerpo humano, iniciando con el sistema digestivo y después el sistema respiratorio. En los siguientes capítulos continuarás aprendiendo sobre el sistema urinario, circulatorio, linfático, endocrino, nervioso, locomotor y reproductor.. ¿SABÍAS QUÉ?

1.3.1 Sistema digestivo

El conjunto de órganos encargados de la obtención de nutrientes forma el sistema digestivo constituido por compartimentos especializados para digerir el alimento, absorber nutrientes y expulsar desechos. A lo largo de su estructura tubular, el sistema digestivo presenta de manera uniforme una capa mucosa, muscular y adiposa; inicia en la boca, cavidad en la que comienza la digestión, pues al ingerir alimentos, se procesan mecánicamente por acción de los dientes y, al mismo tiempo, empieza a ser degradado por acción química de la saliva. A esta primera masa suave formada se le nombra bolo alimenticio, el cual es transferido a la faringe para que pueda seguir a la porción llamada esófago que cuenta con una

El sistema digestivo está controlado por el sistema nervioso, un ejemplo es cuando ves o percibes el aroma de algún alimento, comienzas a salivar, comúnmente conocido como “se nos hace agua la boca”, esto es porque el cerebro al detectar el aroma envía una señal que hace que las glándulas salivales secreten saliva, generando la sensación de hambre y pensemos solo en comer.

Figura 1.9 Tejido nervioso.

UNIDAD 1

Anatomía y ﬁsiología humana I

estructura llamada epiglotis que controla el paso del bolo o del aire al plegarse sobre la laringe para permitir el paso del bolo al esófago o viceversa. El esófago transﬁere mediante movimientos peristálticos el bolo hacia el estómago, empujando a través del esfínter cardias para lograr que este se convierta en quimo por la acción de las paredes secretoras de ácido clorhídrico del estómago; este esfínter también evita que el quimo, regrese y dañe el tracto digestivo superior. Al ser un saco muscular, el estómago puede expandirse para poder almacenar gran cantidad de alimento que luego empuja a través del esfínter pilórico para que llegue al intestino delgado donde, en principio, se secretan peptidasas y amilasas y se vierten jugos pancreáticos que neutralizan el quimo convirtiéndolo en quilo. El intestino delgado tiene invaginaciones y gran cantidad de vellosidades que aumentan la superﬁcie de absorción de los nutrientes obtenidos, se divide en tres segmentos: duodeno, yeyuno e íleon, siendo este último la conexión con el intestino grueso que, a su vez, se divide en colon ascendente, transverso y descendente, en donde se terminará de absorber el agua e iones que el cuerpo requiere, formando las heces con los desechos que serán expulsados a través del recto y el ano, que es la última porción del colon descendente. Glándulas anexas del sistema digestivo

Una de las glándulas más importantes del cuerpo humano es, sin duda, el hígado, localizado en la cavidad abdominal en el lado derecho, en posición superior al estómago, es el que sintetiza la bilis para degradar las grasas ingeridas y la almacena en la vesícula biliar, donde permanece hasta que el quimo llega al intestino delgado y es cuando la vierte para continuar con la digestión y obtención de nutrientes. Las sales biliares se reabsorberán en el íleon y regresarán al hígado, pues toda la sangre que fluye por el tracto digestivo pasará por el hígado para que ahí se separen los componentes sanguíneos, se filtren, se forme vitamina D, se almacene la glucosa que circula en exceso, se procese la hemoglobina para almacenar el hierro que la compone e, incluso, se metabolicen los medicamentos. Por otro lado, el páncreas, otra glándula exocrina y endocrina que se encuentra también en la cavidad abdominal, por detrás del estómago, se encarga de producir jugo pancreático (bicarbonato, lipasas, proteasas, amilasas y nucleasas), cuya finalidad es ser vertido al intestino delgado para neutralizar el quimo. También se encarga de secretar insulina, una enzima que regula la concentración de glucosa en sangre (figura 1.10).

Actividad 1.2 Complete el siguiente texto con los nombres de las etapas de la nutrición exocitosis

ingesta

absorción

digestión

endocitosis

egestión

El sistema digestivo se encarga del proceso de nutrición en los seres humanos, todo comienza con la

de alimento cuando le damos una mordida

a esa hamburguesa o bebemos una malteada utilizando la boca con los dientes y la (continúa)

1.3 Anatomía, ﬁsiología e higiene de los sistemas del cuerpo humano I

(continuación)

saliva para reducir el alimento a fragmentos que podemos engullir (bolo) para que pase por el esófago y se complete la

en el estómago con

los ácidos gástricos. Una vez construido el quimo pasa al intestino delgado donde los micronutrientes pasan a la sangre, un proceso llamado

para

ser transportados a cada una de las células que realizarán

una vez aprovechadas, algunas moléculas se convertirán en desechos que verterán de nuevo en el torrente sanguíneo ( se encargue de la

) para qué el intestino grueso que es formar con ellos heces que serán

eliminadas terminando así el proceso de nutrición.

Sistema digestivo humano

Boca

Glándulas salivales

Esófago

Hígado Duodeno Estómago Páncreas

Intestino grueso

Intestino delgado

Recto Ano

Vesícula biliar

Figura 1.10 Partes del tubo digestivo y glándulas anexas del sistema digestivo.

UNIDAD 1

Anatomía y ﬁsiología humana I

1.3.2 Sistema respiratorio Todas las células del cuerpo liberan agua al espacio extracelular y dióxido de carbono tras la respiración celular, el cual en exceso puede modificar el pH sanguíneo y por ello debe existir un sistema para eliminarlo. Por otro lado, debe existir el proceso en el que se provea a las células del oxígeno que se toma del ambiente, a este sistema de intercambio gaseoso se le denomina sistema respiratorio que, además, ayuda a producir sonidos. Los órganos que lo componen son la nariz, que se encarga de la protección ya que posee paredes mucosas con células de defensa y cilios que sirven como redes para detener todo material extraño, y además, calentar el aire introducido para que no dañe el tracto respiratorio. El tracto que conecta la nariz con la boca se denomina faringe y, a su vez, está unido con una porción de tubo a la altura del cuello, denominada laringe, que contiene músculos, cartílagos y ligamentos, algunos de ellos capaces de alejarse y acercarse, vibrar y generar sonido (cuerdas vocales). Tras la laringe viene una sección del tracto llamada tráquea que ya se considera “vía inferior” por encontrarse en la parte final del cuello, es la encargada de conectar la laringe con dos ramificaciones llamadas bronquios, ricas en músculo liso, el cual se vuelve rígido cuando hay un episodio de asma. En la sección más profunda se estrechan y se ramifican en porciones más pequeñas denominadas bronquiolos y su finalidad, en conjunto con los alveolos (pequeños sacos pulmonares conectados a capilares sanguíneos), es realizar el intercambio gaseoso. Ahora bien, existen dos órganos huecos, situados en la cavidad torácica, recubiertos por una membrana llamada pleura que evita el roce con las costillas y el esternón, estos dos órganos son los pulmones, que poseen los sacos alveolares, están uno a cada lado del corazón, siendo esta una razón para que el izquierdo sea más pequeño; por debajo de ellos se encuentra un músculo entre la cavidad torácica y la abdominal, que se encarga de aumentar el tamaño del espacio que ocupan los pulmones al llenarse de aire, el diafragma. Todo este sistema de conductos tiene como finalidad extraer el oxígeno del aire, que pasa por difusión hasta los capilares sanguíneos donde será transportado a todas las células del cuerpo por acción de la hemoglobina, una proteína sanguínea acarreadora de este gas vital (figura 1.11). Ahora bien con toda la información sobre los sistemas que revisamos ya comprendes que la respiración celular (mecanismo por el que producimos una gran cantidad de energía) dependen de la glucosa al digerir y absorber los nutrientes y del oxígeno que respiramos.

1.3 Anatomía, ﬁsiología e higiene de los sistemas del cuerpo humano I

Anatomía de los pulmones

Tráquea Corazón

Caja torácica

Lóbulo superior

Muesca cardiaca

Lóbulo medio

Tráquea Lóbulo inferior

Lóbulo inferior

Bronquio Diafragma Pulmón derecho

Pulmón izquierdo

Bronquiolo Arteriola

Red capilar

Alveolo

Vénula Bronquiolo

Sangre AIRE AIRE

CO2

Sangre

Alveolo Venas pulmonares derechas

Venas pulmonares izquierdas

Arterias pulmonares derechas

Arterias pulmonares izquierdas Corazón Vena cava inferior

Aorta descendente

Figura 1.11 Sistema respiratorio.

Arco o cayado aórtico

UNIDAD 1

Anatomía y ﬁsiología humana I

LECTURA DE CIERRE

Como pudiste observar, dentro de nosotros existen órganos que se en cuentran en comunicación constante para poder mantener la homeos tasis y durante muchos años permanecieron desconocidos; sin embargo, seguimos coleccionando incógnitas que se irán descubriendo segura mente con el paso de los años y los avances tecnológicos. Hoy en día ya sabemos por qué sudamos cuando tenemos calor, qué pasa cuando comemos nuestros platillos favoritos y también cómo inspiramos aire y expiramos dióxido de carbono. Todavía hay muchos misterios, aún no sabemos el origen de algunas patologías, tampoco entendemos muy bien por qué en algunas perso nas los medicamentos no funcionan igual y mucho menos entendemos, en general, los pormenores de lo que nos hace humanos. El tejido ner vioso, por ejemplo, es una gran incógnita todavía.

Actividad de cierre

ACTIVIDAD DE CIERRE I. Selecciona la respuesta correcta. 1. La ciencia que estudia la estructura, forma y posición es: a) b) c) d)

Fisiología Anatomía Biología Astronomía

2. Los planos anatómicos son: a) b) c) d)

Sagital, medial y transversal Anterior, frontal y sagital Sagital, coronal y transversal Coronal, medial y frontal

3. Un a) b) c) d)

es un conjunto de órganos y un tejido es un conjunto de Órgano y células Sistema y órganos Células y sistema Sistema y células

4. El tejido a) b) c) d)

es el más diverso y es el encargado de dar soporte:

Conectivo Muscular Epitelial Nervioso

5. Las células que forman el tejido nervioso se llaman a) b) c) d)

y las que forman el muscular son

Nervios y miocitos Cúbicas y gliales Neuronas y alveolos Neuronas y miocitos

6. Es un ejemplo de órgano formado por tejido muscular: a) b) c) d)

Alveolo Corazón Hueso Piel

UNIDAD 1

Anatomía y ﬁsiología humana I

7. Es un tipo de tejido epitelial que se encarga de la secreción: a) b) c) d)

Glandular Liso Cúbico Laxo

II. Reorganiza las letras para formar los conceptos relacionados con el sistema respiratorio y digestivo. 1. OGINEXO - Molécula transportada por la hemoglobina para que las células realicen la cadena respiratoria y produzcan ATP.

2. PRIARESCOIN – Proceso de inhalación de oxígeno y la exhalación de dióxido de carbono.

3. VAELOLO- Pequeños sacos pulmonares que realizan el intercambio gaseoso.

4. QMOUI- Nombre que recibe el bolo al combinarse con los ácidos gástricos.

5. FRMAGIDAA- Músculo que ayuda a expandir la caja torácica para que puedan aumentar su tamaño los pulmones al respirar.

6. UPLMNESO- Órganos contráctiles localizados en posición dorsal y el izquierdo es más pequeño para darle espacio al corazón.

Actividad de cierre

7. GODHIA- Glándula anexa del sistema digestivo encargada de muchas funciones, entre ellas, la desintoxicación y el almacenamiento de lípidos y carbohidratos.

8. RINFAEG- Órgano compartido entre el sistema respiratorio y el digestivo, pues comunica la nariz y la boca con la laringe y el esófago.

9. RIZAN- Órgano encargado de detener el ingreso de patógenos aéreos y de calentar el aire inspirado.

10. COBA- Órgano dónde ocurre la ingesta de nutrientes y la primera digestión mecánica y química que realizan la saliva y los dientes.

UNIDAD 1

Anatomía y ﬁsiología humana I

INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN Unidad 1. Anatomía y ﬁsiología humana I I. Evalúe las 4 actividades del capítulo marcando la columna que crea le corresponde.

Actividades

Excelente

Mejorable

Insuﬁciente

Diagnóstica

Tipos de tejido

Proceso de digestión

Actividad de cierre

II. Seleccione las habilidades que desarrolló después del estudio de esta unidad (si tiene menos del 50%, se recomien-

da repasar de nuevo la unidad). Sí

Elementos por evaluar 1. Comprende conceptos básicos de anatomía y ﬁsiología.

2. Distingue los 4 tipos de tejidos animales.

3. Distingue generalidades del sistema digestivo.

4. Distingue generalidades del sistema respiratorio.

5. Interpreta conceptos técnicos como planos corporales, anatomía, ﬁsiología, respiración y nutrición.

6. Describe la función central de cada sistema.

7. Diferencia los tipos de inmunidad y deﬁne anticuerpo y antígeno.

8. Diferencia las estructuras nerviosas y glandulares del sistema endocrino

9. Identiﬁca las hormonas hipoﬁsiarias y las glandulares

Referencias

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Biología II invita a analizar los cambios en el conocimiento de los seres vivos, como producto del desarrollo de nuevos métodos y herramientas, así como el papel que, como hombre de su tiempo, desempeña en el cuidado del medio ambiente y le lleva a tornar conciencia de lo que implica el desarrollo de las tendencias de la ciencia en el campo de la biología. Esta obra incluye elementos didácticos e instruccionales que favorecen la experiencia del aprendizaje de la ciencia. Contiene mapa conceptual, lectura detonante, evaluación diagnóstica, experimentos, actividades de cierre, instrumentos de evaluación, prácticas de laboratorio y proyectos. Los contenidos de la obra están divididos en nueve unidades, que son: Unidad 1. Anatomía y fisiología humana I Unidad 2. Anatomía y fisiología humana II Unidad 3. Anatomía y fisiología humana III Unidad 4. Reproducción animal Unidad 5. Genética Unidad 6. Evolución Unidad 7. Los seres vivos Unidad 8. Reino Plantae Unidad 9. Reino Animalia Cada contenido fue creado con la intención de cubrir los objetivos de aprendizaje de Biología II, de manera que el alumno será capaz de comprender los procesos evolutivos de los seres vivos que presentan un proceso continuo y dinámico, el cual permite la biodiversidad. El reconocimiento de las especies que habitan el planeta permitirá abrir perspectivas para tomar mejores decisiones que impactan al medio ambiente.

ISBN-13: 978-607-570-010-6

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