EK BACH BIO 1 by Ek Editores

Autoría Hilda Victoria Infante Cosío Graciela Patricia Peña Flores Gerencia Editorial Salvador Yolocuauhtli Vargas Rojas Coordinación editorial Hilda V. Infante Cosío Edición Liliana Capulín Flores Corrección de estilo Rubén Cortéz Aguilar Asistencia Editorial Mónica I. Fuentes Pacheco Gerencia de diseño Marcela Novelo Coordinación de diseño Ivonne A. Lozano Rodríguez

Biología 1 Bachillerato, Tercer semestre Primera edición: julio de 2019 D. R. © 2018, Ek Editores, S. A. de C. V. Av. San Pío X núm. 1210, Col. Pío X Monterrey, Nuevo León, C. P. 64710 Tel.: (81) 83 56 75 05 y 83 35 17 04 Ciudad de México: Calle Sur 26 núm. 16, Col. Agrícola Oriental, Del. Iztacalco, C. P. 08500 Tel.: (55) 51 15 15 40 y 22 35 71 12 Lada sin costo: 01800 841 7005 www.ekeditores.com

Diseño de interiores y diagramación Claudia Cantú Itzel Davila V. Stephanie Mtz. Solis

Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana Reg. Núm. 3728

Diseño de portada Mauro Machuca Claudia Cantú

ISBN de la obra: 978-607-8521-87-6

Producción Ángel Calleja Bonilla Ilustración Hugo Miranda Ruíz Iconografía © Shutterstock, Inc. Créditos iconográficos: © Rvkamalov gmail.com / Shutterstock: 22 © JLwarehouse / Shutterstock: 56

Prohibida la reproducción y transmisión parcial o total de esta obra en cualquier forma electrónica o mecánica, incluso fotocopia o en cualquier sistema para recuperar información, sin permiso escrito del editor. Impreso en México / Printed in Mexico

Biología 1 Bachillerato

Hilda Victoria Infante Cosío Graciela Patricia Peña Flores

Diseño de interiores y diagramación Claudia Cantú Itzel Davila V. Stephanie Mtz. Solis

Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana Reg. Núm. 3728

Diseño de portada Mauro Machuca Claudia Cantú

ISBN de la obra: 978-607-8521-87-6

Presentación Querido estudiante:

Al hojear este libro de Biología 1 te invitamos a que descubras —mediante diferentes lecturas, experimentos, actividades e imágenes— el sorprendente mundo de los seres vivos, pues la propuesta didáctica de esta obra está diseñada para que seas el protagonista de tu propio proceso de aprendizaje. La diversidad biológica actual es resultado de millones de años de evolución, moldeada por fenómenos naturales y la influencia del ser humano; por tanto, antes de comenzar considera que el conocimiento de las ciencias biológicas que ahora está en tus manos es producto de los grandes avances científicos y tecnológicos de los últimos siglos. Aprovecha este material y sus componentes; por ejemplo, actividades y cápsulas que ampliarán tu información o te invitarán a conocer libros, artículos y otras fuentes con las que podrás ampliar tus conocimientos. Disfruta al aplicar métodos y procedimientos y desarrolla tus habilidades, actitudes y conocimientos al resolver los problemas científicos que te planteamos, mismos que facilitarán tu aprendizaje. Con los temas de esta obra descubrirás qué tienes en común con los demás seres vivos, reconocerás los procesos químicos y fisiológicos que permiten mantenerte con vida y averiguarás por qué eres un ser único e irrepetible. También te asombrarás al saber cómo algunos científicos descubrieron cómo están formados los seres vivos; así como al comprender aspectos fascinantes acerca del funcionamiento de tu cuerpo y del de otros seres vivos, como protozoarios, hongos, plantas y animales.

Además, dado que vives en un tiempo en el que diversas herramientas e instrumentos pueden estar a tu alcance para conocer el mundo que te rodea, hemos planteado distintos cuestionamientos que te permitirán aprovechar los recursos electrónicos, así como las Tecnologías de la Información y Comunicación para ampliar tu acervo cultural y científico. En Ek Editores confiamos en que este libro será una ventana para que sigas indagando respecto a temas biológicos, reflexionando acerca de la responsabilidad que tienes en el cuidado de medioambiente y sus componentes. Esperamos que lo disfrutes y que sea una guía para tus expectativas académicas.

Las autoras

Índice

Bloque

¿Cómo es mi libro? 6

Biología como ciencia de la vida

Componentes químicos de los seres vivos

Evaluación diagnóstica 38 Secuencia 1 Bioelementos primarios y secundarios 40 Secuencia 2 Biomoléculas 44 Secuencia 3 Vitaminas 52 Secuencia 4 Propiedades nutricionales de los alimentos 56 Integro mis saberes 62

Bloque

Evaluación diagnóstica 12 Secuencia 1 Características de la ciencia y del método científico 14 Secuencia 2 Niveles de organización de la materia viva 24 Secuencia 3 Características de los seres vivos 28 Integro mis saberes 34

Bloque

La célula y su metabolismo

Bloque

Evaluación diagnóstica 66 Secuencia 1 Teoría celular 68 Secuencia 2 Tipos de células 72 Secuencia 3 Los componentes celulares 78 Secuencia 4 Aspectos relacionados con el metabolismo 86 Secuencia 5 Formas de nutrición 94 Integro mis saberes 98

Genética molecular y biotecnología

100

Bloque

Evaluación diagnóstica 102 Secuencia 1 Estructura del ADN y del ARN 104 Secuencia 2 Técnicas del ADN recombinante (ingeniería genética) 114 Secuencia 3 Bioética 124 Integro mis saberes 132

Reproducción celular

134

Evaluación diagnóstica 136 Secuencia 1 Reproducción celular 138 Secuencia 2 Ciclo celular 146 Integro mis saberes 158 Bibliografía 160

¿Cómo es mi libro? Entrada de bloque Estas páginas indican las competencias genéricas y disciplinares que se abordarán en los contenidos del bloque.

Evaluación diagnóstica En este apartado podrás reconocer tus saberes respecto a los temas que revisarás en el bloque.

Los temas se desarrollan mediante secuencias didácticas, que se dividen en tres momentos: Para empezar, Avanza en tu aprendizaje y ¿Qué aprendí?

Para empezar Se presenta la secuencia con un número y el título. En este recuadro se incluye el tema que estudiarás y lo que se espera que aprendas durante su desarrollo. Iniciarás el tema con una actividad que te permitirá recuperar tus conocimientos mediante situaciones diversas.

Avanza en tu aprendizaje

Es la formalización de los conceptos, las habilidades y las actitudes. Se conforma de texto general, actividades y diversos recursos didácticos.

¿Qué aprendí? En este momento consolidarás tu aprendizaje; asimismo, reflexionarás en torno a lo que aprendiste del tema.

Para que logres los aprendizajes esperados, en todas las actividades del bloque observarás la relación de las competencias genéricas y disciplinares básicas e integrarás los conocimientos, habilidades y actitudes. También abordarás temas transversales, los cuales podrás ubicar mediante el logo y algunos contenidos los trabajarás de manera colaborativa con otras Transversalidad asignaturas, esta relación se denota mediante el logo Interdisciplina . Para contribuir al logro del perfil de egreso y fortalecer tu aprendizaje, se incluyen los siguientes recursos didácticos:

Infórmate

A propósito de...

En el mundo de las TIC Las moléculas pertenecen a un nivel químico; investiga respecto a algunas de ellas. Te sugerimos consultar esta página:

En el mundo de las TIC sugiere el uso de tecnologías para el aprendizaje y https://bit.ly/2Ev5AHe el conocimiento (TAC), como páginas web, teléfonos celulares, aplicaciones, software, videocámaras, cámaras fotográficas, reproductores multimedia, videojuegos, etcétera.

Con base en tu indagación, elabora un cuadro

Infórmate

En esta sección encontrarás recomendaciones de otras fuentes que puedes consultar, para ampliar tus conocimientos sobre el tema que se trata en la secuencia.

En el siguiente libro encontrarás información con la que ampliarás tus conocimientos acerca de los diferentes niveles de organización de los seres vivos. T. Audesirk, G. Audesirk y B. E. Byers (2008). Biología: La vida en la Tierra. México: Pearson Educación.

Siente y expresa

Siente y expresa La relación que tenemos con la naturaleza permite que generemos una respuesta emocional porque sentimos alguna conexión con el entorno natural. La manera como percibimos formas, colores, aromas y sonidos nos ayuda a generar sensaciones agradables como respuesta a lo natural. ¿Qué te emociona más: un florero con flores naturales o con flores artificiales? ¿Por qué?

El contenido de esta sección te ayudará a favorecer el desarrollo de tus habilidades socioemocionales y afectivas en torno de la sociedad y la naturaleza, ya que también desde las emociones es posible aprender.

Descarga en tu celular o tableta un lector de código QR. Después, cuando encuentres estos códigos en las cápsulas, escanéalos para resolver la actividad que te estamos proponiendo.

Los compuestos orgánicos contienen desde uno hasta varios centenares de átomos de carbono, A propósito de... los cuales pueden unirse Te proporciona informediante enlaces cova- mación adicional sobre lentes, situados en distin- el tema abordado. tas posiciones, y formar cadenas. Las disposiciones de las cadenas pueden ser lineales (con los átomos ordenados unos tras otros) o presentar ramificaciones. Glosario También varios átomos Comprende mejor los carbono pueden entemasdeapoyándote en la lazarse y formar anillos. Glosario definición de algunas Esta propiedad permite palabras. emaciación: adelgazaque las cadenas sean el miento por enfermedad o eje central en la formapor falta de alimentación. ción de una variedad casi ilimitada de moléculas o compuestos esenciales en la organización de la materia viva.

Integro mis saberes

En esta sección pondrás en juego tus aprendizajes al resolver distintas situaciones.

Bibliografía Incluye recomendaciones de libros y páginas de internet, además de las referencias empleadas para la elaboración del libro.

Bloque

1 Propósito del Bloque

Biología como ciencia de la vida Explica el campo de acción de la biología, distinguiendo las características que unifican a los seres vivos, reconociendo de manera crítica y responsable su participación dentro de la naturaleza.

CG 5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas.

Competencias Genéricas

CG 6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.

Competencias Disciplinares Básicas Experimentales

CDBE 1 Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos y sociales específicos. CDBE 13 Relaciona los niveles de organización química, biológica, física y ecológica de los sistemas vivos.

CG 8.1 Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.

En cada caso, realiza lo que se indica.

Subraya la opción que indica dos aspectos que caracterizan a la ciencia. a. Es reproducible y subjetiva. b. Sigue un método rígido y tiene la verdad absoluta. c. Es sistemática y objetiva. d. Los objetivos que logra son verificables e inmodificables.

Observa la siguiente imagen y completa el cuadro de abajo.

E A D

Tipo de organismos Rama de la biología que los estudia Hábitat en el que viven ¿Son macroscópicos o microscópicos?

Escribe en qué consiste el campo de estudio de las siguientes ciencias biológicas. a. Genética. b. Ecología.

EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA

Escribe un ejemplo de cómo se relaciona la biología con las siguientes ciencias. a. Geografía. b. Matemáticas. c. Química. d. Física.

Describe cómo ha contribuido la biología en el avance de las disciplinas que se mencionan a continuación. a. En el campo de la salud. b. En la biotecnología de alimentos. c. En el campo de la ingeniería genética. d. En lo que concierne a la protección del ambiente.

Analiza la siguiente imagen y explica cómo se estructura un organismo pluricelular a partir de los organelos celulares, como el cloroplasto.

a. Ahora explica cómo es que todos los organismos vivos llegan a constituir la biosfera.

Relaciona algunas características o funciones de los seres vivos con su descripción. a. Crecimiento

(

) Los organismos eliminan al exterior las sustancias que ya no necesitan.

b. Nutrición

( )

c. Reproducción

(

) Los organismos aumentan su tamaño por el incremento de células.

d. Respiración

(

) Los individuos procrean descendencias.

e. Excreción

(

) Los seres vivos aprovechan los nutrimentos para efectuar sus funciones.

f. Evolución

(

) Los organismos utilizan el oxígeno para obtener la energía de los alimentos.

Las especies cambian a lo largo de millones de años.

APRENDIZAJES ESPERADOS § Analiza por medio del método científico diferentes problemáticas de su entorno mostrando disposición al trabajo metódico y organizado.

§ Explica la importancia de la Biología, sus avances, así como su relación con otras ciencias, favoreciendo su pensamiento crítico sobre su impacto en el entorno.

1. Características de la ciencia y del método científico Estas comenzando tu primer curso de Biología en el bachillerato. Así como en Química conociste muchos aspectos de la materia, ahora te adentrarás en el maravilloso estudio de los seres vivos. En este primer bloque recordarás algunas características de la Biología y su campo de acción reconociendo de manera crítica y responsable tu participación en la relación que tienes con la naturaleza. ¿Estás listo? ¡Comencemos!

Para empezar ACTIVIDAD 1

CG 6.1 CG 8.1

CDBE 1

Transversalidad

Habilidades Lectoras

1. Lee el siguiente artículo y haz lo que se indica a continuación.

Un aspecto central del rescate del bosque fue la rehabilitación de la vegetación, dirigida por el ingeniero forestal Daniel Rivas, profesor-investigador de la uach e integrante de la empresa Arboristas Asociados, invitada a participar en el plan maestro. Rivas explica que los árboles estaban en malas condiciones de salud, especialmente las especies como el cedro, debido al exceso de árboles plantados durante décadas sin planeación. La sobredensidad del arbolado no permitía el sano desarrollo de la vegetación. “Un bosque urbano saludable debe contar con un promedio de 150 árboles maduros por hectárea, y en Chapultepec había 500”, dice Rivas. Para empezar se llevó a cabo un estudio profundo de cada uno de los 60 mil árboles de la primera sección del bosque. De allí el equipo obtuvo información acerca de la composición florística, así como las condiciones fitosanitarias y de suelos. Los rescatadores concluyeron que era necesario retirar 12 mil árboles muertos, enfermos o raquíticos, en su mayoría pequeños, que se obstruían entre sí, impidiendo el desarrollo saludable de los más grandes. “Fue un trabajo de saneamiento silvicultural”, afirma Rivas. A los árboles restantes, se les limpió la copa de ramas secas, el suelo se escarificó —esto es, se removió para romper las costras que impedían la absorción del agua—, y se agregó fertilizante. No aplicaron ningún insecticida ni producto químico, ya que fue suficiente extraer el arbolado enfermo o contaminado para controlar las plagas.

Figura 1.1 El deterioro ambiental es uno de los problemas más graves que hoy enfrentan nuestra sociedad y el planeta en que vivimos.

El estudio arrojó datos interesantes. La composición del arbolado del bosque correspondía tan sólo a dos familias taxonómicas, Oleaceae (como trueno y fresno) y Cupressaceae (coníferas), con 78% del total de árboles, cuando un bosque urbano no debe tener más de 30% de individuos de la misma familia. Por ello, la mayoría de los árboles derribados pertenecía a estas familias. En cuanto a los preciados ahuehuetes, sólo encontraron unos 900 ejemplares; es decir, apenas 1.5% de la población arbórea total.

Tomado de M. V. Guerrero (2005). “De cómo se rescató un bosque”, en ¿Cómo ves?, núm. 84. México: Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM. Fragmento. Disponible en http://www.comoves.unam.mx/numeros/articulo/84/de-como-se-rescato-un-bosque

ÁRBOLES QUE OCULTAN EL BOSQUE

a. Comenta con los compañeros las siguientes preguntas y escribe en el cuaderno las respuestas. § ¿Qué problemas ambientales conoces? § ¿Qué entiendes por ciencia y qué papel tiene en la resolución de dichos problemas? § ¿Consideras que el texto que acabas de leer tiene información relevante y confiable? ¿Por qué? § ¿Se propone en él alguna manera para solucionar un problema? ¿Cuál? § ¿Qué relación observas entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente?

Avanza en tu aprendizaje

¿Cómo surge la ciencia?

Interdisciplina

Historia

En la civilización de la humanidad, la ciencia ha desempeñado un papel muy importante; por ejemplo, el ser humano primitivo tuvo diversas experiencias al hacer uso de plantas y animales para evitar daños y satisfacer sus necesidades de alimentación, vestido y utensilios; también desarrolló su habilidad manual para el manejo de herramientas y armas. Como atestiguan las representaciones halladas en las paredes y techos de diversas cuevas del mundo y los datos numéricos grabados en hueso o piedra, el ser humano de la prehistoria hizo diversos esfuerzos para sistematizar el conocimiento que obtuvo del contacto con la naturaleza.

Otros testimonios antiguos del conocimiento humano son las observaciones astronómicas y la elaboración de tablillas de arcilla con inscripciones matemáticas de la cultura mesopotámica; así como el desarrollo de sistemas de medidas y los escritos en papiro respecto al tratamiento de heridas y enfermedades que los egipcios hicieron. Por los conocimientos que hemos mencionado, el filósofo griego Aristóteles (384-322 a. C) destaca que la producción o atesoramiento del conocimiento (del griego episteme) y la habilidad manual (téchne) nos definen como especie. Para este filósofo la ciencia se fundamentaba en la observación, experiencias y la deducción razonada; no buscaba la evidencia de los hechos, por lo que era “cualitativa”. Gracias a ello logró entre otras cosas identificar semejanzas y diferencias entre determinadas características de los seres que componen la naturaleza para clasificarlos en tres reinos: mineral, vegetal y animal.

Figura 1.2 En la meseta de Tassili, Argelia, hay varias cuevas en las que destacan diversas manifestaciones artísticas que dan una idea de las observaciones de la fauna y de las costumbres humanas en la época prehistórica.

A propósito de... Los mayas y aztecas hicieron grandes aportaciones acerca de las propiedades curativas de muchas plantas. Estos conocimientos se difundieron después de la conquista en Europa. Entre las aportaciones destaca el jardín de Texcotzingo, establecido por Nezahualcóyotl (1431-1472), en el cual se cultivaron varias plantas medicinales.

El pensamiento aristotélico que planeaba que para hacer ciencia era necesario introducirse en el fenómeno, con observaciones repetidas y una experiencia intensa, prevaleció hasta el inicio de la Edad Media. En dicho periodo histórico, gracias al progreso del razonamiento matemático introducido por los árabes en Europa, el conocimiento pudo ser sustentado; sin embargo, tuvo escaso desarrollo, por lo que se conoce como época del oscurantismo. Entre los trabajos más importantes de la Edad Media destaca el desarrollo de herbarios, colecciones de plantas secas, y de bestiarios o colecciones de fábulas de animales. También se extendió el conocimiento práctico de las propiedades curativas y alimentarias de las plantas conocido como herbolaria, cuyas bases sentaron el conocimiento de 70% de los fármacos que se derivan de sustancias conocidas desde esa época. Consulta la sección A propósito de.

Figura 1.3 El Códice De la Cruz-Badiano (escrito en náhuatl en 1552 por el médico indígena Martín de la Cruz y traducido al latín por Juan Badiano, indígena nacido en Xochimilco) es una muestra del desarrollo de la herbolaria en nuestro país.

En el mundo de las TIC Conoce el trabajo de algunos científicos consultando las siguientes direcciones electrónicas:

§ https://bit.ly/2LdIFEF § https://bit.ly/2XSY92f § https://bit.ly/2ZKDz6b Elabora fichas de trabajo con la información que consideres más relevante y entrégalas al docente.

Entre los siglos XII y XIII se fundaron las primeras universidades en Italia, España y Francia; en ellas destacaron los estudios en Medicina; por ejemplo, diferentes aplicaciones prácticas para evitar las enfermedades, disecciones de animales y las primeras observaciones del interior del cuerpo humano. Durante la Ilustración se experimentó en Europa un resurgimiento de las artes y las ciencias. Hubo mayor difusión de la cultura por medio de la publicación de la enciclopedia, la exploración de nuevos territorios, la creación de museos y de jardines botánicos con los que se acrecentó una idea más real y amplia de la naturaleza basada sobre todo en la observación directa.

ACTIVIDAD 2

CG 6.1

1. Haz lo que se solicita a continuación. a. Consulta diferentes fuentes e investiga las aportaciones de algunos personajes que incrementaron el acervo de la ciencia durante el Renacimiento; por ejemplo, Leonardo Da Vinci, Andrés Vesalio, Miguel Servet y William Harvey, entre otros. Apóyate con el contenido de la sección En el mundo de las TIC. b. Con base en la información que obtengas, completa en tu cuaderno un cuadro como el siguiente. Año

1451

Personaje

Nicolás de Cusa

Aportaciones o problemática que resolvió Inventó los lentes convexos que se utilizan en el tratamiento de la miopía (dificultad para ver objetos lejanos).

Infórmate Te sugerimos consultar este libro que te permitirá conocer cómo surge la Biología como ciencia:

§ Ana Barahona Echeverría y Sergio Martínez (comps.) (1998). Historia y explicación en biología. México: FCE.

Hacia el siglo XVII el desarrollo de las artes mecánicas y de los distintos aparatos e instrumentos permitió organizar el estudio de las ciencias y descubrir otros secretos de la naturaleza a partir de observaciones más precisas, experimentos y mediciones, por lo que se dice que hubo una gran Revolución Científica. El nacimiento del método científico desarrollado por Francis Bacon (1561-1626), quien separó la ciencia de la filosofía e hizo que ésta fuera objetiva, sustentada en las características del objeto y en la experimentación. A partir del siglo XVIII se reconocen los diferentes campos de estudio de las ciencias existentes (matemáticas, astronomía, física, química y biología). Después las ciencias comienzan a dividirse en disciplinas más específicas, pues la cantidad de conocimientos aumenta y se hacen cada vez más complejos. La invención y constante mejora del microscopio fue un acontecimiento importante para el desarrollo del estudio de las células y los tejidos, ya que sentó las bases para el rápido avance en el conocimiento científico de los embriones, la herencia biológica y la evolución; de esta manera nació la ciencia moderna. Consulta la sección Infórmate y participa en la actividad de la siguiente página.

c. Comparte tus resultados con los compañeros. En caso necesario, amplía tu cuadro. Responde en tu cuaderno y comenta las respuestas con el docente. § ¿Qué fuentes consultaste para desarrollar tu investigación? § ¿Cuáles de ellas son relevantes y confiables? ¿Cómo lo sabes?

ACTIVIDAD 3

CG 6.1

CDBE 1

1. Revisa el cuadro que elaboraste en la página anterior. Haz lo que se indica. a. Investiga las aportaciones de los siguientes personajes y enriquece la información del cuadro. § Jans y Zacharias Jensen § Anton van Leeuwenhoek § Marcello Malpighi § Nehemiah Grew § Robert Brown § Matthew Schleiden § Theodor Schwann § Rudolf Virchow b. Para cada caso, destaca lo siguiente: § ¿En qué estaba interesado? § ¿Cómo hizo su trabajo? § ¿Qué relaciones tuvo con otros científicos? § ¿Qué aparato, instrumento o técnica utilizó o desarrolló? 2. Con base en la información de esta actividad y la de la Actividad 2 haz lo que se indica. a. Elabora una línea de tiempo en la que destaques las contribuciones de algunos personajes en el conocimiento científico. b. Si te es posible representa con imágenes los descubrimientos científicos que hicieron posible dicho conocimiento. 3. Comenta en plenaria la relación que hay entre la ciencia y la tecnología en la sociedad y el ambiente. Escribe las conclusiones.

¿Qué es la ciencia? En las páginas anteriores observaste que la ciencia ha estado presente desde el inicio de la humanidad. Ahora bien, la palabra “ciencia” proviene del latín scientia, de scire, “conocer”, y en su sentido más amplio se utiliza para hacer referencia al conjunto de conocimientos organizado de las cosas. Ciencia es todo el mundo diverso del conocimiento humano que permite a un individuo transformar la naturaleza y adaptarla para satisfacer las crecientes necesidades materiales y espirituales. Sin embargo, como hemos visto, hay diferentes tipos de conocimiento. § Subjetivo. Se fundamenta en la opinión personal y varía de un individuo a otro. § Objetivo. Estudia las características de los objetos o fenómenos; utiliza procedimientos e instrumentos para la obtención de información comprobable. § Empírico. Se obtiene por medio de la experiencia y tiene carácter de cotidiano cuando es producto de la práctica diaria; se adquiere sin planeación ni rigor, es impreciso y sólo permite elaborar explicaciones superficiales. § Científico. Se construye mediante la aplicación de métodos y técnicas rigurosos; es sistemático y objetivo; ofrece explicaciones fundamentadas de manera racional. Consulta la sección Siente y expresa.

Siente y expresa Ahora que conoces los diferentes tipos de conocimiento, responde: ¿cuáles de ellos has desarrollado?, ¿qué ejemplos puedes nombrar de cada uno de ellos?, ¿qué sensación te causa conocerlos?, ¿qué tipo de conocimiento te gustaría obtener?, ¿por qué?

La ciencia se integra de conocimientos sistemáticos, rigurosos, y sus resultados tienen carácter universal y objetivo porque no responden a una postura personal. Los hallazgos se consideran válidos hasta que se demuestra algo contrario. Por tanto, tiene las siguientes características.

Sistemática Tiene un carácter inacabado

Metódica

Ciencia Modificable

Objetiva

Verificable

ACTIVIDAD 4

CG 6.1

CDBE 1

1. En equipo consulten diversas revistas de divulgación científica y hagan lo que se indica a continuación. a. Consigan artículos en los que se expliquen algunos estudios relacionados con problemas de los seres vivos o entre éstos y su entorno. b. Revisen las metodologías que se utilizaron o se proponen para la solución de los problemas. c. Analicen el conocimiento obtenido en cada caso. Argumenten si es subjetivo, objetivo, empírico o científico. d. Elijan un estudio y analicen la metodología utilizada. Elaboren un diagrama de flujo en el que enumeren los “pasos” que se siguieron. e. Intercambien sus trabajos con otros equipos. 2. Regresen a la Actividad 1 correspondiente a la sección Para empezar. Revisen sus respuestas y hagan las modificaciones que consideren pertinentes.

La ciencia es sistemática porque tiene una estructura; no es un conjunto de partes incoherentes y busca la organización del conocimiento acerca del mundo; se sirve de métodos para lograr sus objetivos; permite probar objetivamente las explicaciones acerca de los fenómenos, por lo que sus proposiciones científicas pueden ser sometidas a algún tipo de prueba de manera directa o indirecta; revisa, y en su caso modifica, las teorías que sustenta; representa un proceso incompleto, lo que significa que el conocimiento científico crece infinitamente; sin embargo, no puede alcanzar la verdad absoluta, después de lo cual ya no habrá nada que investigar.

El método científico Los científicos utilizan en sus trabajos de investigación el método científico. Con él obtienen información, comprueban ideas y resuelven problemas que surgen al estudiar los fenómenos de la naturaleza; parte de la observación y consta de los siguientes pasos. Se formula la pregunta relativa al fenómeno que dio lugar a la investigación. Este planteamiento se apoya en conocimientos y observaciones previas.

Observación

Elaboración de conclusiones

Se revisan los resultados obtenidos; con ellos se obtienen las conclusiones. Cuando las hipótesis son comprobadas repetidamente, y verificadas por otros científicos, constituyen leyes, y éstas se organizan para construir teorías.

Análisis de resultados

Planteamiento del problema

Formulación de hipótesis

Comprobación de hipótesis

Se propone una respuesta provisional para el problema, basada en observaciones, conocimientos previos y en la consulta de obras especializadas.

Se utilizan la experimentación y la comparación para confirmar o rechazar la hipótesis propuesta. En ocasiones se reproduce varias veces un fenómeno. Cuando no se acepta la hipótesis, es necesario formularla de nuevo y volver a experimentar.

Hay diversos tipos de investigaciones biológicas para estudiar, de manera sistemática, a los seres vivos y el medioambiente con el que se relacionan. En ellas se usan sobre todo la observación, la comparación y la experimentación. La observación está presente a lo largo del proceso del método científico; con ella se obtienen los primeros datos de la investigación. Consiste en el examen atento de los hechos acerca de los que se hace una investigación determinada; de este modo se puede analizar un objeto o fenómeno para identificar sus particularidades o rasgos específicos. Cuando se encuentran semejanzas y diferencias entre los seres vivos o entre los procesos que se estudian, el científico utiliza la comparación. La experimentación tiene lugar cuando se reproduce de modo voluntario un proceso biológico o un fenómeno natural, ya sea en un laboratorio o en la naturaleza. En la comparación se utiliza información que sirve de referencia para tratar de entender los resultados de la experimentación actual y generar nuevos conocimientos.

Figura 1.4 Si al observar se hace uso de los cinco sentidos, se dice que la observación es directa; si se recurre a la ayuda de instrumentos o aparatos para efectuarla, se considera que la observación es indirecta.

A propósito de... En la experimentación se pueden controlar algunas condiciones (variables) de la naturaleza, como la humedad y la temperatura. Así es posible comparar los resultados con lo que ocurre en la naturaleza para obtener nuevos conocimientos.

Un experimento se puede repetir tantas veces como lo desee el científico hasta encontrar la respuesta del problema que se planteó inicialmente. En la experimentación, la observación es constante. Revisa la sección A propósito de. Las investigaciones cuyos datos se obtienen solo por medio de la observación se denominan descriptivas, y las que utilizan resultados que provienen tanto de observaciones como de la experimentación se conocen como experimentales.

ACTIVIDAD 5 1.

CG 6.1 CG 8.1

CDBE 1

Regresa al artículo de la sección Para empezar (Actividad 1). Haz lo que se solicita a continuación. a. Revisa la metodología que se utilizó durante la investigación que se hizo. Organiza la información que proporciona el artículo para completar el siguiente diagrama. § Si llegara el investigador, piensa en lo que él haría.

Observación

Planteamiento del problema Formulación de hipótesis Comprobación de hipótesis

Elaboración de conclusiones 2. Explica al docente lo siguiente. Escribe en tu cuaderno las respuestas. § ¿El investigador siguió o no el método científico? ¿Por qué? § ¿De qué manera pudo haber usado la observación, la comparación y la experimentación? § En la investigación, ¿qué relación observas entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente?

La Biología como ciencia La Biología es la ciencia que estudia a los seres vivos. Proviene de las palabras griegas bios (“vida”) y logos (“tratado”). Se ha forjado a lo largo de la historia con los conocimientos que se han desarrollado acerca de los organismos; es una ciencia que crece y se encuentra en cambio continuo.

Análisis de resultados

Para lograr su propósito, la Biología recurre al método científico, en el que la observación, la comparación y la experimentación tienen un papel esencial. Con él se obtiene información, se comprueban ideas y se resuelven problemas que surgen al estudiar los fenómenos de la naturaleza, sobre todo los relacionados con los seres vivos y el medioambiente en que se desarrollan. Así, a lo largo de la historia se ha obtenido una gran cantidad de conocimientos que servirán para seguir investigando.

ACTIVIDAD 6 1. Con base en lo que has estudiado hasta ahora, en plenaria y con la orientación del docente enumera algunas características que debe tener la Biología para ser considerada como ciencia.

Figura 1.5 Gracias a la experimentación en Biología se han mejorado algunos alimentos, como el maíz, mediante el desarrollo de nuevos abonos y la eliminación de plagas que invadían los cultivos.

Campo de estudio y divisiones de la Biología El campo de conocimiento de la Biología es muy extenso; por esa razón se divide en grandes ramas. Observa el siguiente cuadro. Cuadro 1.1 Ramas de la Biología Botánica. Estudia la diversidad del reino de las plantas.

Zoología. Se ocupa de la diversidad del reino animal.

Micología. Investiga los hongos.

Microbiología. Estudia los seres microscópicos; por ejemplo, bacterias y microalgas.

Citología. Se ocupa del estudio de la célula.

Vertebrados

Invertebrados

Ecología. Se ocupa de estudiar las interacciones entre los seres vivos y el medioambiente.

Fisiología. Investiga los procesos y las funciones que tienen lugar en los seres vivos.

Genética. Estudia los procesos relacionados con la herencia biológica, es decir, la transmisión de genes y las variaciones que se producen en éstos.

Embriología. Estudia la formación y el desarrollo de los organismos a partir de la formación del embrión.

Sistemática. Se ocupa del estudio de la biodiversidad con base en las relaciones de los linajes de los seres vivos.

Taxonomía. Se encarga de las Paleontología. Estudia los clasificaciones de los seres fósiles (restos de seres vivos vivos con base en característi- que vivieron en otras épocas). cas comunes. Reino Phylum Clase Orden Familia Género Especie

Relación de la Biología con otras ciencias Para obtener conocimientos más precisos acerca de los seres vivos, la Biología necesita el apoyo e interacción de otras ciencias, como las Matemáticas, la Física, la Química y la Geografía. Así han surgido nuevas disciplinas, denominadas ciencias intermedias, como las siguientes.

Figura 1.6 Hoy la genética busca mejoría en los seres vivos. En la foto el pez tetra negro (Gymnocorymbus ternetzi), modificado genéticamente.

§ Biomatemáticas. Aplica el análisis matemático y estadístico para estudiar los procesos biológicos. § Biofísica. Explica algunos procesos biológicos, como el movimiento y la fuerza de los organismos, de acuerdo con los principios y leyes de la Física. § Bioquímica. Estudia los seres vivientes a partir de las técnicas y principios fundamentales de la Química; por ejemplo, analiza moléculas tan importantes para la vida como el ADN. § Biogeografía. Estudia la distribución de los seres vivos en la biosfera.

En los últimos años han surgido algunas interdisciplinas. Un ejemplo de ellas es la investigación biomédica, que tiene como objetivo combatir enfermedades como el cáncer y el SIDA.

Avances de la Biología Vivimos en una época extraordinaria para el estudio de las ciencias. En esta época, la Biología ha logrado abarcar un amplio campo de conocimiento que ha permitido estudiar a los seres vivos de manera integral, como individuos e integrantes de los ecosistemas, con la finalidad de conocer su estructura, función, diversidad, origen, evolución e interrelaciones.

La Biología aporta técnicas para mejorar la calidad y cantidad de los alimentos. Las investigaciones biológicas se encaminan a establecer métodos adecuados para la producción de alimentos nutritivos y suficientes; por ejemplo, en zonas donde los suelos son pobres es posible la producción de alimentos mediante cultivos hidropónicos. Esta ciencia también ha contribuido a resolver problemas derivados del desequilibrio ambiental; por ejemplo, para proteger las áreas naturales los biólogos promueven la creación de reservas, parques y santuarios donde se conservan la flora y fauna características de esos lugares. Asimismo tratan de evitar la producción de contaminantes industriales mediante el desarrollo de sustancias que no alteren el ambiente y métodos para el reciclamiento de desechos. Figura 1.7 En los cultivos hidropónicos las raíces de las plantas sobreviven en un medio acuoso que les aporta los nutrimentos necesarios.

ACTIVIDAD 7 1.

CG 6.1

CDBE 1

Indaga en diferentes fuentes algunas investigaciones hechas por biólogos. Después haz lo que se solicita.

El desarrollo de la tecnología ha permitido comprender y explicar la enorme complejidad de los seres vivos, sus funciones, los procesos hereditarios presentes en ellos, y las relaciones entre éstos y su medio. Además, los estudios hechos en esta ciencia han sido de gran ayuda en investigaciones relacionadas con el cáncer y el diagnóstico clínico de muchas enfermedades.

a. Identifica la rama de la Biología encargada del estudio y la interrelación que hubo con otras ciencias. b. Identifica si se utilizó algún instrumento o herramienta tecnológica. c. Reconoce los problemas que se solucionaron. d. Comenta con los compañeros tus resultados; argumenta la manera como la Biología se relaciona con la sociedad y el ambiente. Escribe tus conclusiones.

¿Qué aprendí? ACTIVIDAD 8

CG 6.1 CG 8.1

CDBE 1

1. Con base en lo que has estudiado hasta ahora, escribe qué es la Biología. 2. Reúnete con tu equipo y busquen en periódicos y revistas de divulgación científica algún estudio biológico en el que se observe la resolución de alguna problemática de su entorno con la aplicación del método científico. a. Con base en el estudio, identifica la problemática que se resolvió y analiza el trabajo del científico empleando el siguiente esquema.

Planteamiento del problema

Formulación de la hipótesis

Comprobación de la hipótesis

Experimento

Conclusiones

b. Responde los siguientes planteamientos en tu cuaderno. § ¿Qué actitud deben asumir los biólogos cuando trabajan? § ¿Por qué es importante la Biología? 3. Comparte tu trabajo con el docente y permite que lo retroalimente.

APRENDIZAJE ESPERADO Distingue los niveles de organización y las características de los seres vivos, identificándolos en su entorno, asumiendo una actitud responsable hacia el mismo.

2. Niveles de organización de la materia viva Entre otras cosas, en la secuencia anterior reconociste el campo de estudio de la Biología y su relación con el estudio de los seres vivos. Te invitamos a participar en la siguiente actividad.

Para empezar Un grupo de investigadores de la Universidad Ludwig Maximilian de Munich, Alemania, desarrolló una técnica de baños químicos post mortem que hizo prácticamente “invisible” a un ratón. Este avance proporcionó a los científicos la oportunidad de estudiar e interactuar a detalle con los componentes del organismo. Esta técnica se denomina de vDISCO, y ha revelado conexiones estructurales entre órganos, que muestran incluso el alcance de algunas lesiones cerebrales que afectan a los sistemas inmune y nervioso. Lo que en el futuro podría ser de gran ayuda para tratar el daño cerebral ocasionado por el ictus —una patología cerebrovascular aguda—. La nueva tecnología de imágenes transparentes reveló los nervios subyacentes y el sistema linfático de los ratones a detalle. Los investigadores dieron a conocer los resultados en la reunión anual de 2018 de la Society for Neuroscience en San Diego, California. Fragmento modificado de: https://bit.ly/2LfjrCo

Figura 2.1 Cráneo de un ratón. En él se pueden observar los huesos que lo conforman.

ACTIVIDAD 1

CG 5.5

CDBE 1

Transversalidad Habilidades Lectoras

1. Lee el texto y coméntalo con tus compañeros. 2. Contesten en equipos y comenten de manera grupal. § ¿Cuáles son las evidencias de los componentes del ratón que se obtuvieron gracias al uso de la técnica vDISCO? § ¿Qué otros componentes conforman el cuerpo de un ratón?

4. Explica qué semejanzas y diferencias hay entre los componentes del ratón y los de cualquier otro ser vivo.

3. Con base en lo que comentaste en grupo, elabora un diagrama que ilustre cómo se organizan en el ratón los componentes que citaste.

Avanza en tu aprendizaje

Cuadro 2.1 Partículas subatómicas

¿Cómo se organiza la materia viva? Un sistema es una entidad cuya existencia y funciones se mantienen integradas por la interacción de sus partes. Un sistema vivo está formado por materia y energía, la cual entra y sale del sistema al establecer intercambio con su medio circundante; una de sus principales características es la organización, la cual tiene lugar en niveles crecientes de complejidad. Cada nivel de organización está formado por subunidades que comparten determinadas características o propiedades que no están presentes en el nivel anterior. El primer nivel de organización, también denominado químico, está a su vez compuesto por el subnivel atómico, conformado por átomos de determinados elementos químicos, integrados por partículas subatómicas (protones, electrones y neutrones, entre otras) que tienen una carga y una masa definida y diferente entre ellas; el subnivel adyacente es el molecular, que se integra por átomos que al combinarse entre sí forman moléculas orgánicas (que contienen sobre todo átomos de carbono e hidrógeno) e inorgánicas que intervienen en distintas reacciones y procesos. Consulta el cuadro 2.1 y la sección A propósito de. En los seres vivos las moléculas orgánicas o biomoléculas como los carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, que estudiaremos más adelante, desempeñan distintas funciones; algunas de ellas forman la estructura de las células. Trabaja con la sección En el mundo de las TIC y observa la imagen de la célula.

Figura 2.2 La célula es la unidad básica de los seres vivos.

CG 6.1 CDBE 13

Carga eléctrica (Culombio, C)

Protón

1.6022 × 10 −19

Neutrón

Electrón

1.6022 × 10−19

Interdisciplina

Física

A propósito de... La materia que compone a los seres vivos está formada en 95% de su masa por los átomos de los siguientes elementos, que también se conocen como bioelementos: carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), azufre (S) y fósforo (P).

En el mundo de las TIC

La célula, la unidad fundamental de la vida, caracteriza el nivel que se denomina celular. Para que distingas con claridad este nivel, participa en la siguiente actividad.

ACTIVIDAD 2

Nombre

Las moléculas pertenecen a un nivel químico; investiga respecto a algunas de ellas. Te sugerimos consultar esta página: https://bit.ly/2Ev5AHe

En la imagen se representan diversos tipos de células del cuerpo humano. Obsérvala y haz lo que se indica.

Eritrocitos

Células cardiacas

Hepatocitos

Células del epitelio del intestino Linfocito

Célula nerviosa

Neurona

a. Investiga la función de las células y escríbela en tu cuaderno.

Con base en tu indagación, elabora un cuadro sinóptico en el que indiques las principales características de los tipos de moléculas que forman parte de los seres vivos. Entrégalo al docente.

b. Compara las diversas células que investigaste. ¿En qué se parecen?

Célula

c. ¿Qué diferencias hay entre el nivel celular y el nivel químico? Escríbelas.

Tejido

d. Comenta con los compañeros por qué la célula es la unidad fundamental de la vida. Escribe las conclusiones.

Órgano

Sistema

En el nivel celular es evidente que la materia de los sistemas vivos se organiza; en las células hay biomoléculas que forman parte de su estructura; por ejemplo, de la membrana celular y de otros organelos celulares. Además, en ellas se efectúan las funciones vitales de nutrición, relación y reproducción. En los seres pluricelulares, las células que desempeñan una misma función se organizan para formar tejidos. Hay diversos tipos de tejidos.

Individuo Figura 2.3 Niveles de organización de los seres vivos a partir de las células.

Según sus características, los tejidos se agrupan para formar órganos que desempeñan una función particular; por ejemplo, el corazón, los riñones, el cerebro y el estómago. Los órganos que desempeñan una función común forman sistemas. Cada órgano o sistema es necesario porque realiza aportaciones concretas al mantenimiento de la vida; además, al funcionar de manera coordinada forman un individuo u organismo; por ejemplo, un hongo, una planta o un animal. Los organismos son las unidades básicas de la interacción ecológica porque establecen relaciones con su ambiente. Son únicos, indivisibles y funcionan de manera integrada. Hay organismos formados por una sola célula: los unicelulares. Por otra parte, los seres pluricelulares tienen células que se especializan según la función que desarrollan.

Glosario organelos celulares: estructura delimitada por una membrana que se encuentra dentro de la célula y realiza diferentes funciones. especie: conjunto de individuos que pueden reproducirse entre sí y dejar descendencia fértil. factor abiótico: conjunto de componentes no vivos del medioambiente; por ejemplo, luz, temperatura y humedad.

§ Poblaciones. Son agrupaciones de organismos de una misma especie que coexisten en un área y tiempo determinados. § Comunidades. Están formadas por poblaciones de distintas especies que coexisten en un área y tiempo determinados y pueden interactuar entre ellas. § Ecosistemas. Están formados por comunidades (seres vivos) que se relacionan entre sí y con los factores abióticos del medioambiente. § Biosfera. Es el mayor nivel de organización de los seres vivos. En él se integran todos los ecosistemas de la Tierra.

ACTIVIDAD 3 1.

CG 6.1 CDBE 13

Comenta con los compañeros a qué nivel de organización perteneces. Argumenta tu respuesta.

Los niveles de interacción ecológica son los siguientes.

¿Qué aprendí? Ahora que ya conoces los diferentes niveles en que se organiza la materia viva, participa en las siguientes actividades y consulta la sección Infórmate.

ACTIVIDAD 4

CDBE 13

1. Regresa a la actividad de la sección Para empezar y haz lo que se indica. a. Revisa el diagrama de la organización de los componentes del ratón. Si tu respuesta necesita modificaciones, elabora en el recuadro un nuevo diagrama. En caso contrario, comenta tu primer diagrama con el docente.

Infórmate En el siguiente libro encontrarás información con la que ampliarás tus conocimientos acerca de los diferentes niveles de organización de los seres vivos. T. Audesirk, G. Audesirk y B. E. Byers (2008). Biología: La vida en la Tierra. México: Pearson Educación.

b. A partir del diagrama anterior, completa otro en el que integres todos los niveles de organización que revisaste en la secuencia.

2. Con base en los diagramas anteriores, responde. § ¿Qué relación hay entre la organización química y biológica de los seres vivos? § ¿Qué relación hay entre la organización biológica y ecológica de los seres vivos? 3. Comenta tus respuestas con los compañeros y el docente. En conjunto, elaboren una conclusión y escríbela en el cuaderno. a. Comenta con el docente las dudas que tengas respecto a lo que trabajaste en la secuencia, así como tus intereses respecto al conocimiento de los seres vivos.

APRENDIZAJE ESPERADO Distingue los niveles de organización y las características de los seres vivos, identificándolos en su entorno, asumiendo una actitud responsable hacia el mismo.

3. Características de los seres vivos Ahora ya reconoces los distintos niveles de organización de los seres vivos, pero ¿cuáles son las características de dichos seres? Indágalo en esta secuencia.

Para empezar ACTIVIDAD 1

CG 5.5

CDBE 1

Transversalidad

Habilidades Lectoras

1. Lee el siguiente texto y haz lo que se indica.

Un caso misterioso Imagina que caminas por la playa y encuentras cerca de la orilla del mar un objeto parecido a una roca; inmóvil, de color gris predominante y algunas partes rojas. Lo tocas y sientes su textura húmeda, fría y rugosa. Te atreves a sujetarlo y tenerlo entre tus manos, te percatas que algunas partes de su superficie están resbalosas. Una persona se acerca a ti y te pregunta si lo usarás; desconcertado, le dices que no y se lo regalas. De pronto, ves que con un cuchillo lo abre a la mitad. Te sorprende ver en el interior de este objeto hay algo de aspecto semejante a carne, y que además, ¡se mueve!

Figura 3.1 Para identificar a los seres vivos es importante usar los sentidos para reconocer sus particularidades o características específicas.

a. Responde. § ¿Qué experiencia has tenido, semejante a la que se relata, en la que has dudado si un objeto tiene o no vida? § ¿Qué buscarías u observarías en este objeto para saber si es un ser vivo o un objeto inerte? ¿Qué supones que sea?

La relación que tenemos con la naturaleza permite que generemos una respuesta emocional porque sentimos alguna conexión con el entorno natural. La manera como percibimos formas, colores, aromas y sonidos nos ayuda a generar sensaciones agradables como respuesta a lo natural. ¿Qué te emociona más: un florero con flores naturales o con artificiales? ¿Por qué?

§ ¿Cuáles son las diferencias entre una roca y un ser vivo? 2. Participa en la siguiente actividad y consulta la sección Siente y expresa. a. Busca un lugar donde haya hormigas; consigue tijeras, papel de colores (amarillo, verde y rojo), sal, miel y pedacitos de hojas naturales. b. Corta el papel de colores formando figuras con aspecto de flor. c. Colócalas en una hilera muy cerca de las hormigas, pero sin invadir su espacio. d. Vierte un poco de sal en el centro de la flor amarilla; pon miel en el centro de la roja, y en la verde coloca pedacitos de hojas naturales.

Siente y expresa

e. Responde. § ¿Qué crees que harán las hormigas cuando se acerquen a las “flores”? f. Observa durante un rato a las hormigas y responde en tu cuaderno. § ¿Cómo es el entorno en que encontraste las hormigas?

En el mundo de las TIC Conoce más acerca de las células consultando esta página: https://bit.ly/1At3Frh

§ ¿Qué características tienen las hormigas que difieren de los seres sin vida? § ¿Qué hicieron las hormigas cuando colocaste las “flores” y las hojas? § ¿Qué diferencias observas entre las hormigas y el organismo que se describe al inicio de esta secuencia?

§ Analiza los tipos de células y busca en la red ejemplos de ellas.

§ Elabora una presentación en la que muestres que todos los seres vivos comparten células.

§ Comparte con los compañeros tu presentación y enriquécela con sus comentarios o sugerencias.

Avanza en tu aprendizaje Como sabrás, la naturaleza está formada por seres que pueden tener o no vida. Ejemplos de los primeros son los microorganismos, hongos, plantas y animales; de los segundos, el agua, el suelo y las rocas. A estos últimos también se les denomina “inertes”.

El objeto de estudio de la Biología son los seres vivos. Los biólogos hacen estudios para conocer las características de estos seres, y de esta forma diferenciarlos de los otros.

¿Cuáles son las características de los seres vivos? Todos los seres vivos comparten las siguientes características. § Organización estructural. Todos los seres vivos están conformados por una o más células. La célula es la unidad más pequeña que forma los seres vivos. Consulta la sección En el mundo de las TIC. § Metabolismo. Conjunto de procesos mediante los cuales los seres vivos transforman y aprovechan la materia y energía contenidas en los alimentos para efectuar sus funciones. Para que el metabolismo tenga lugar, es necesario que las células del organismo siempre estén trabajando y que en el interior de cada una de ellas se desarrolle una serie de reacciones químicas, también denominadas metabólicas, que pueden requerir energía o liberarla. Los procesos del metabolismo son los siguientes y se efectúan con la participación de moléculas de gran tamaño denominadas enzimas.

Glosario proceso: secuencia de sucesos que es posible identificar en un fenómeno natural.

Infórmate En el siguiente video se muestra la manera como se irrita la planta conocida como sensitiva o dormilona. https://bit.ly/2Qo9T8S

- Catabolismo. Conjunto de procesos en el que los nutrimentos (carbohidratos, lípidos y proteínas) provenientes del medioambiente o de los depósitos celulares se degradan en moléculas más sencillas; por ejemplo, dióxido de carbono y urea o ácido láctico. Como resultado, se libera energía en forma de una molécula conocida como adenosín trifosfato (ATP) que revisarás en el Bloque 3. - Anabolismo. Grupo de procesos metabólicos en el que se fabrican sustancias orgánicas complejas y nuevos materiales celulares a partir de sustancias más sencillas; por ejemplo, con moléculas sencillas que se unen se forman carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. § Homeostasis. Capacidad de los seres vivos para mantener la estabilidad del interior de su organismo y de este modo, contrarrestar los cambios externos. Observa el siguiente esquema, en él se muestra un ejemplo de procesos regulados por la homeostasis.

Pérdida de calor por radiación desde la superficie de la piel hasta el ambiente

Glosario estímulo: cualquier agente físico o químico que desencadena una reacción funcional en un organismo.

Dilatación de los vasos sanguíneos de la piel

El cerebro envía órdenes

Activación del centro que regula el exceso de calor

Desciende la temperatura del cuerpo. Baja la temperatura de la sangre y se apaga el centro que regula el exceso de calor.

Las glándulas sudoríparas secretan sudor Termorreceptores centrales y sensitivos

Sangre más cálida que el punto de ajuste hipotalámico

Desequilibrio

Homeostasis = temperatura normal del cuerpo

Desequilibrio

Estímulo: descenso de la temperatura corporal; por ejemplo, al estar expuestos al frío. Sangre más fría que el punto de ajuste hipotalámico

Termorreceptores centrales y sensitivos Constricción de los vasos sanguíneos de la piel El cerebro envía órdenes

Se incrementa la temperatura del cuerpo. Sube la de la sangre y se apaga el centro que regula el exceso de frío y la pérdida de calor.

Figura 3.2 Mecanismos involucrados en la regulación térmica del cuerpo.

Se minimiza la pérdida de calor por la piel Activación del centro que regula el exceso de frío y la pérdida de calor

Activación de la musculatura esquelética Los músculos se contraen y el cuerpo “tirita”

Estímulo: incremento de la temperatura corporal; por ejemplo, al ejercitarse o estar bajo el sol.

§ Irritabilidad. Capacidad de los organismos, de sus órganos o tejidos, para percibir los estímulos del ambiente y responder a ellos. Debido a esta característica un organismo puede capturar una presa para alimentarse, escapar de un enemigo natural o dirigirse hacia la luz, entre otros. Consulta la sección Infórmate de la página anterior y en esta página la sección A propósito de. § Reproducción.Disposición de los organismos para producir descendencia semejante a ellos; esto garantiza la continuidad de las especies. La reproducción ocurre en determinado momento del ciclo de vida, generalmente cuando concluye el crecimiento. El tiempo que transcurre desde el nacimiento hasta la edad en que se adquiere la capacidad de reproducción varía, desde unas cuantas horas en las bacterias, hasta unas decenas de años en los mamíferos más longevos. El resultado de la reproducción es la generación de seres idénticos o semejantes a los progenitores, pero con estructuras renovadas, lo que hace posible la continuación de la vida.

A propósito de... En el interior de las hojas de la planta Venus atrapamoscas (Dionaea muscipula) hay una sustancia que atrae insectos. También unos “pelos” que, al hacer contacto con un insecto, ocasionan el cierre de las hojas y funcionan como una trampa natural.

Todos los seres tienen la capacidad de reproducirse y dejar descendencia con las características propias de su especie. Sin embargo, no todos los organismos se reproducen de igual modo. En general, hay dos tipos de reproducción. - Reproducción sexual. Proceso que origina nuevos seres a partir de la unión de dos células, cada una proveniente de diferente progenitor. Este tipo es característico de la mayoría de las plantas y de los animales. La característica más importante es que hay variación de la información genética, la cual se transmite de progenitores a descendientes. - Reproducción asexual. Proceso que origina nuevos seres a partir de un solo progenitor, sin la intervención de gametos. En este tipo de reproducción la información genética que se transmite de progenitores a descendientes se mantiene sin cambios.

En ambos tipos de reproducción, los progenitores transmiten a sus descendientes un conjunto de características que permite al nuevo organismo enfrentar su entorno y mantenerse con vida. § Crecimiento. Las dimensiones de los organismos aumentan como consecuencia del crecimiento y la reproducción de las células que constituyen a esos organismos. Es posible que algunos seres inorgánicos crezcan también, pero esto solo se debe a la agregación de partículas (como ocurre en las rocas) y no a fenómenos biológicos. Las hormonas que se generan en las glándulas de los animales o por los tejidos vegetales, influyen en el crecimiento; por ejemplo, en el ápice de los tallos y raíces hay meristemos apicales en los que se secreta una hormona denominada auxina, la cual interviene en el alargamiento de las células de dichos tejidos, lo que favorece el crecimiento. Observa la figura 3.4. El crecimiento de un organismo se puede medir por un aumento en la cantidad de materia viva. No siempre comienza después de que un organismo inicia su desarrollo. En algunos momentos del desarrollo puede haber crecimiento más rápido. La velocidad de crecimiento de un organismo disminuye cuando este alcanza determinado tamaño; sin embargo, algunas de sus partes pueden continuar creciendo toda la vida.

Figura 3.4 El crecimiento en las plantas se puede observar en su tallo y hojas o en la raíz.

Figura 3.3 En la naturaleza hay seres que al reproducirse tienen muchos descendientes en tiempos breves, y otros, como el hipopótamo, que solo tienen una cría en varios años.

Glosario gameto: células sexuales (óvulo y espermatozoide). ciclo de vida: secuencia de sucesos que tiene lugar a partir del nacimiento de un ser vivo hasta su muerte. ápice: punta o extremo superior de algo. meristemo: tejido vegetal que se encuentra en los puntos de crecimiento de una planta.

A medida que las células de un organismo pluricelular se dividen y que el organismo crece, se diferencian unas de otras. Donde antes había un solo tipo de células, habrá muchos tipos cuando un organismo madura, y cada una de ellas se especializa para efectuar una función particular y formar parte de un tejido, de un órgano y de un sistema. § Adaptación. Modo como los seres vivos se adecuan a las transformaciones del ambiente por medio del cambio de su organización estructural, funcionamiento o conducta; el propósito de este proceso es favorecer la supervivencia del organismo. Figura 3.5 El algodón, el garbanzo y el girasol son ejemplos de plantas que orientan sus hojas y flores hacia los rayos del Sol.

Un ejemplo de ello es el movimiento que efectúan las plantas para orientar sus tallos, flores y hojas hacia la luz solar o el que hacen los animales que se trasladan de un lugar a otro en busca de alimento o abrigo. Otros ejemplos son el mimetismo y el camuflaje, cambios que ayudan a los organismos a defenderse de sus depredadores al imitar formas, colores de animales más peligrosos o a tener estructuras externas que les ayuden a adaptarse.

ACTIVIDAD 2

CG 6.1 CDBE 13

1. Lee el siguiente texto y haz lo que se indica. a. Con un compañero, elabora una lista de seres vivos. Procuren incluir algunos que no sean visibles por el ojo humano, así como organismos de gran tamaño. También consideren que sean acuáticos o terrestres. b. Elijan dos y busquen información respecto a ellos en revistas de divulgación científica o en internet. 2. Con base en los resultados que obtengan, completen el siguiente cuadro.

Características de los seres vivos

Bacteria

¿Cuál es su organización estructural?

Está formada por una sola célula.

¿Qué características metabólicas presenta? Respira para obtener energía. Para ello, algunas bacterias necesitan oxígeno y otras no.

¿Cómo se reproduce?

¿Cómo crece?

Generalmente lo hacen mediante reproducción Aumenta su asexual, a partir de tamaño. una bacteria que se divide en dos.

¿Qué adaptaciones presenta? Algunas se reproducen con mayor rapidez cuando encuentran el medio ideal, la temperatura o la luz.

3. Con base en la información del cuadro anterior, compara las características de los seres vivos que analizaste y responde.

Ejemplos de seres vivos

§ ¿Qué diferencias identificas en la manera cómo se organiza estructuralmente una bacteria y otro ser vivo? § ¿Qué semejanzas encontraste entre las adaptaciones que presenta una bacteria y otro ser vivo?

¿Qué aprendí? Ahora ya conoces las características que identifican a los seres vivos. La presencia de dichos seres es una característica principal de nuestro planeta, que además alberga una gran cantidad y variedad de ellos en ambientes acuáticos (como los océanos, mares, ríos, lagos y lagunas) o terrestres (por ejemplo, desiertos y bosques). Sin embargo, los seres vivos son muy diversos entre sí; por ejemplo, una mariposa y un elefante son animales y comparten características, pero también entre ellos hay muchas diferencias. Si comparas un hongo y una planta, también encontrarás aspectos que los hacen muy distintos. Los seres inorgánicos no están organizados estructuralmente; no crecen, no se reproducen, carecen de movimiento, de metabolismo, de irritabilidad y no se adaptan al medio.

ACTIVIDAD 3

CG 5.5 CDBE 13

1. Con base en lo que has aprendido en esta secuencia, haz lo que se indica a continuación. a. Regresa a la primera actividad de la sección Para empezar y explica qué características de los seres vivos puedes identificar en el caso que se cita en la lectura.

b. Comparte con los compañeros tu explicación. c. Elabora en tu cuaderno un cuadro comparativo entre las características que presenta el organismo de la lectura de la sección Para empezar, las hormigas que estudiaste y las características que tienen. 2. Responde. § ¿Qué característica de los seres vivos identificas con facilidad? ¿Por qué? § ¿Cuál te fue más difícil de comprender? § ¿Qué más te gustaría conocer acerca de los seres vivos?

ACTIVIDADES

2. Lee el siguiente texto y haz lo que se solicita a continuación.

En 1928, en la Escuela de Medicina del Hospital St. Mary’s de Londres, en uno de sus laboratorios el joven doctor Alexander Fleming se encontró —durante una pausa de sus vacaciones— con uno de los mejores ejemplos de serendipia (descubrimiento inesperado) de la historia de la ciencia. Varias de las placas de Petri que semanas antes había dejado sobre su escritorio estaban contaminadas por un hongo. Lo que llamó la atención de Fleming y el compañero que estaba con él, Merlin Pryce, es que alrededor del hongo no crecían bacterias. Fleming había dado el primer paso para lograr uno de los mayores logros de la medicina: la penicilina. La historia no ha sido del todo justa al relatar el hallazgo; hubo mucho golpe de suerte en lo que ocurrió en el laboratorio del St. Mary’s en septiembre de 1928. Si las placas de Fleming hospedaron colonias de hongos y bacterias fue en gran parte gracias a condiciones meteorológicas nada comunes. Sin embargo, es ingenuo pensar que la penicilina como tal brotó por arte de magia ante el científico escocés. Casi dos décadas antes, en 1922, Fleming había descubierto la lisozima y sus estudios se orientaban a la búsqueda de agentes antimicrobianos que no dañaran los tejidos animales. Gracias a sus observaciones Fleming determinó que el hongo de sus placas de Petri generaba una sustancia a la que —después de descartar otras opciones bastante más prosaicas, como “jugo del moho” o “inhibidor”— denominó penicilina. Sin embargo, su inestabilidad hacía muy difícil trabajar con ella. Tomado y adaptado de: https://bit.ly/2FpMJOq

INTEGRO MIS SABERES

1. Analiza la siguiente imagen y escribe dentro de los recuadros el nivel de organización biológica al que se hace referencia.

a. Imagina que eres asistente de Alexander Fleming, ¿de qué manera aplicarías el método científico para comprobar que el hongo de la penicilina puede funcionar como antibiótico? Descríbelo con sus pasos. b. Contesta los siguientes planteamientos. § ¿Qué características de la ciencia se hacen evidentes en el texto? § Si alguien observa la caja de Petri podría dudar que lo que hay en ella es un ser vivo, ¿qué características buscaría en esa estructura verdosa para comprobarlo? c. La penicilina fue un antibiótico que en su momento salvó muchas vidas. Sin embargo, hoy existen muchos más medicamentos que combaten las infecciones, además de que se sabe que han surgido nuevas cepas bacterianas resistentes a ellos. Describe de qué manera ha contribuido la Biología para el logro de dichos descubrimientos.

AUTOEVALUACIÓN 1.

Evalúa el nivel de conocimientos adquiridos durante este bloque. Marca con una ü el nivel de logro que alcanzaste en cada indicador. Aspecto

Logrado

Necesito apoyo

No logrado

Reconozco las características de la ciencia y las del procedimiento científico. Describo los avances del campo de estudio de la Biología y su relación con otras ciencias. Distingo los niveles de organización de la materia. Identifico las características de un ser vivo. Tengo un pensamiento crítico ante las acciones humanas de impacto ambiental. Me relaciono con mis compañeros de forma colaborativa mostrando disposición al trabajo metódico y organizado. Reflexiono sobre diferentes posturas sobre qué es un ser vivo y me conduzco en el contexto. 2. Con base en los resultados obtenidos en la Autoevaluación, solicita a tu docente que escriba a continuación cuáles son tus áreas de mejora.