BIO-018. Practica 4 - Niveles de organizacion de los organismos vivos PDF

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Practica No.4 Manual Biologia LAB....

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Univer Universidad sidad Autónoma de S Santo anto Doming Domingoo

Facultad de Ciencias Escuela de Biología

ASIGNATURA: LABORATORIO DE BIOLOGÍA BÁSICA (BIO-018)

Práctica 4

Niveles de organización biológica

Imagen tomada de: https:/url2.cl/wwU21

Estrella del Mar Tena y J. David Hernández Martich Escuela de Biología Facultad de Ciencias Univ. Autónoma de Santo Domingo (UASD) Semestre: 2020-10 Validado por: Reginaldo Gómez

Objetivos de aprendizaje ✓ Reconocer los niveles de organización de la vida en la Tierra. ✓ Entender que la permanencia de la biodiversidad y los ecosistemas depende de la existencia y buen funcionamiento de niveles de organización inferiores.

Preguntas de reflexión

¿Cómo se organiza la vida en la Tierra? ¿Qué significa complejidad creciente, y cómo se relaciona este concepto con las características emergentes en los niveles de organización de la vida? ¿Cuál es la unidad anatómica (o estructural) y fisiológica (o de funcionamiento) de los seres vivos? ¿Puedes nombrar algunos sistemas de órganos en tu cuerpo y de una planta?

Introducción Todos los seres vivos y objetos están compuestos por materia. Es decir, los seres vivos están conformados por los mismos elementos que pueden encontrarse en la materia no viva; por ejemplo, el carbono, el nitrógeno, el hidrógeno, el fósforo, el calcio y todos los demás elementos pueden encontrarse en el aire, el suelo y disueltos en el agua. Sin embargo, ¿en qué se diferencian los seres vivos de los objetos sin vida? Los seres vivos y los objetos inanimados difieren, entre otras cosas, en la manera en que sus elementos se unen para formar compuestos. La materia viva conforma estructuras moleculares complejas, donde el átomo de carbono es el elemento primordial. Hasta el momento, se han descrito más de 90 elementos químicos, 40 de los cuales se encuentran 1

como parte de los seres vivos. Los elementos químicos que componen la materia viva reciben el nombre de bioelementos. Por otro lado, una de las características más sorprendente de los seres vivos es su organización de sus estructuras. Pero ¿qué quiere decir que en los seres vivos tengan organización estructural? ¿y qué se entiende por niveles de organización de la vida en la Tierra? Niveles de organización La vida como la conocemos en la Tierra está organizada en categorías jerárquicas, las cuales podemos conglomerar en tres grupos de menor a mayor complejidad: organización química, biológica y ecológica, como presentamos aquí, desde el nivel más simple que es el átomo que forma las moléculas hasta la biosfera que es el nivel más complejo, y está formado por todos los biomas. 5to subnivel: Biosfera 4to subnivel: Bioma 1er Nivel: Organización ecológica

3er subnivel: Ecosistema 2do subnivel: Comunidad 1er subnivel: Población

2do Nivel: Organización biológica

3er Nivel: Organización química

5to subnivel:

Organismo

4to subnivel:

Sistema de órganos

3er subnivel:

Órgano

2do subnivel:

Tejido

1er subnivel:

Célula

2do subnivel:

Molécula

1er subnivel:

Átomo

A continuación, se incluyen unas breves explicaciones para asegurar que se comprendan bien todos los niveles de organización de la vida: 1. Niveles de organización química

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Al igual que en la materia no viva o inanimada, los bioelementos se organizan en moléculas y las moléculas se agrupan para formar compuestos más complejos o macromoléculas. Desde el punto de vista químico, se reconocen los niveles de átomos y moléculas. 1. Átomos: en este nivel están las unidades más pequeñas de cada bioelemento. 2. Moléculas: formadas por la asociación de varios átomos de iguales o diferentes bioelementos. Ejemplos de la organización química: ¿Cuántos átomos forman a la molécula de oxígeno? Dos átomos de oxígeno forman la molécula de oxígeno que los seres humanos, las plantas y otros organismos vivos respiran en el aire, mientras los organismos acuáticos como los peces la respiran en el agua. O + O = CO2 ¿Por cuántos átomos está formada la molécula de agua? La molécula de agua (H2O) es un compuesto químico (formada por más de un elemento) de tres átomos: dos de hidrógeno y uno de oxígeno. H+ H + O = H2O ¿Cuántos átomos forman a la molécula de dióxido de carbono? La molécula de dióxido de carbono (CO2) también es un compuesto formado por tres átomos: uno de carbono y dos de oxígeno. C+ O + O = CO2 ¿Por cuántos átomos está formada la molécula de glucosa? La molécula de glucosa (C6H12O6) es un compuesto de tres elementos formado por 24 átomos: 6 de carbono + 12 de hidrógeno + 6 de oxígeno. El ADN y las proteínas son ejemplos de macromoléculas. El ADN es una molécula muy importante porque contiene la información que determina la conformación de las estructuras y las funciones de los organismos vivos. A a su vez, esta molécula puede autorreplicarse y transmitir esa información a las siguientes generaciones. 2. Niveles de organización biológica 1. Célula La célula es la unidad anatómica (o estructural) y funcional (o de funcionamiento) de todos los seres vivos, es decir, cada ser vivo está formado por al menos una célula y todas las funciones básicas de un organismo se realizan en la célula. Es el primer nivel de organización biológica. Los seres vivos unicelulares, aquellos formados por una sola célula como las bacterias, el paramecio y la ameba, son capaces de realizar todas las funciones vitales. En las células ocurren reacciones metabólicas, una característica 3

emergente importante que distingue a un ser vivo de algo sin vida. Las células se alimentan, respiran y reproducen. Otros ejemplos de células son las neuronas, los óvulos, los espermatozoides, las células de los músculos llamadas miocitos, etc. La mayoría de las células solo pueden verse con ayuda de un microscopio, por eso decimos que son estructuras microscópicas. Investiga qué tipos de células animales y vegetales pueden verse a simple vista. 2. Tejido Los organismos más complejos, como las plantas y los animales, están formados por millones de células y las células se agrupan en tejidos. El tejido está formado por muchas células especializadas que realizan una función específica. Por lo regular, un tejido tiene diferentes tipos de células. Un ejemplo de tejido es el tejido muscular, el cual está formado por células que pueden contraerse o relajarse cuando son estimuladas. El xilema es un tejido vegetal que permite llevar disueltos en el agua los compuestos absorbidos por las raíces. ¿Qué otros tipos de tejidos tienen el cuerpo humano y las plantas? 3. Órgano Es una estructura funcional formada por varios tipos de tejidos. Ejemplos de órganos de nuestro cuerpo son: el corazón, un pulmón, la piel, el cerebro, un ojo, una pierna, entre otros. ¿Qué otros órganos tienen el cuerpo humano y las plantas?

Órgano

Tejidos

Fuente: https://www.12caracteristicas.com/wpcontent/uploads/2019/06/tejido.png

4. Sistema de órgano Un sistema es un conjunto de órganos que trabajan de forma coordinada para cumplir una función vital. Si pensamos en las funciones vitales o que nos mantienen vivos, podremos deducir los nombres de los sistemas que los realizan. Por ejemplo, la función de reproducción es llevada a cabo por el sistema reproductor en el caso de la mujer está compuesto por la vagina, el útero, los ovarios y las trompas de Falopio. En cambio, la 4

respiración está controlada por el sistema respiratorio formado por las fosas nasales, pulmones, tráquea, bronquios. ¿Qué otros sistemas de órganos conoces? 5. Organismo Un organismo es un ser vivo completo, formado por un conjunto de sistemas de órganos. Ejemplos de organismos son: un ser humano, un elefante, un árbol de mango, etc. Haz una lista de 10 tipos de organismos animales y 10 tipos de organismos vegetales que solo existen en nuestra Isla Hispaniola, es decir que son endémicos de nuestra isla. ¿Qué relación existe entre organismo y especie?

3. Niveles de organización ecológica Cada organismo se relaciona con el ambiente en el que se desarrolla. Se relaciona tanto con otros organismos de la misma especie, como con organismos de otras especies y con componentes abióticos (sin vida) de la naturaleza. Población Es el primer nivel de organización ecológica ya que es un conjunto de organismos de la misma especie que habitan en un lugar particular denominado hábitat. Ejemplos de poblaciones sería el conjunto de plantas de coco o cocoteros (Cocos nucifera) que se encuentran en una playa determinada o el conjunto de cotorras que se encuentran en un determinado bosque.

Comunidad Una comunidad es el conjunto de poblaciones que interactúan entre sí en un hábitat determinado; por lo tanto, contiene individuos de diferentes especies. Por ejemplo, en la playa donde está una población de plantas de coco hay otras poblaciones de seres vivos como una población de cangrejos, una de caracoles y una población de plantas de uva de playa; todas esas poblaciones forman una comunidad de esa playa. Entre las poblaciones de esa comunidad puede haber diferentes tipos de interacciones. Por ejemplo, puede existir la depredación (una especie se alimenta de la otra), la competencia (dos especies diferentes compiten por un mismo recurso como espacio para anidar) y el mutualismo (dos especies se benefician de la relación). Ecosistema Un ecosistema comprende todos los individuos de una comunidad y las relaciones que se dan tanto entre ellos como entre los seres vivos (componentes bióticos) y los

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componentes abióticos del hábitat que ocupan, tales como el agua, el suelo o el aire. Puede ser definido también como una comunidad y su entorno no vivo. Ejemplos de ecosistemas son: las playas, los bosques, los lagos, las lagunas, los ríos, los patios, entre otros. Ejemplos específicos son: el lago Enriquillo y el río Ozama. ¿Qué ecosistemas específicos conoces en República Dominicana?

Biosfera La biosfera está formada por el conjunto de todos los ecosistemas del planeta.

¿Por qué es importante conocer los niveles de organización biológica? Se trata de un lenguaje común utilizado para explicar observaciones en el estudio de la vida. Diariamente, en las revistas, periódicos o reportajes televisivos escuchamos o leemos expresiones como las siguientes “el cáncer es una enfermedad que se origina en las células de nuestro cuerpo” o “el SIDA afecta el sistema inmunológico de las personas”, “los arrecifes de coral son ecosistemas muy diversos”, “las poblaciones del solenodonte están siendo amenazadas por la deforestación”, “el calentamiento global pone en peligro la conservación de la biosfera” o “Los manglares son biomas que albergan una alta biodiversidad”

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Hoy día, comprender y utilizar la información es muy importante para cualquier profesional. Los términos resaltados deben ser entendidos por quien desee desenvolverse adecuadamente en cualquier campo profesional en la sociedad actual. Por otro lado, te permite entender, por ejemplo, que la vida en la Tierra depende y se mantiene de una manera jerárquica. Si queremos conservar la biosfera, debemos conservar los biomas, lo cual implica que tenemos que conservar los ecosistemas y sus comunidades con sus poblaciones; pero eso no puede ocurrir si no protegemos a los individuos, para lo cual tenemos que garantizar que funcionen bien sus sistemas de órganos, los cuales no pueden funcionar bien si hay un problema a nivel de un órgano, lo cual depende del buen estado de los tejidos, los cuales dependen del buen funcionamiento de las células. Finalmente, sin el agua y los minerales del suelo (y en una gran parte de los organismos vivos, sin el aire) los organismos vivos no pueden existir. Materiales

En esta práctica, utilizaremos fotografías realizadas con el microscopio del laboratorio de la universidad y fotografías de plantas para identificar diferentes niveles de organización biológica.

Actividades Se realizarán dos actividades para identificar diferentes niveles de organización biológica. Actividad A OBSERVACIÓN DE CÉLULA DE TEJIDO EPIDÉRMICO Para realizar la siguiente fotografía bajo el microscopio, se tomó una hoja de la planta de magueyito morado y se realizó un corte en la superficie tomando un pedazo de tejido epidérmico del envés (parte morada de la hoja de magueyito).

Planta de magueyito morado Observa la siguiente fotografía del tejido epidérmico de la hoja de magueyito tomada en el microscopio. Ese tejido está conformado por células epidérmicas que son poligonales 7

y de color morado y células oclusivas. Estas últimas aparecen siempre en par como una habichuela abierta; entre ellas hay un espacio (estoma) que sirve para entrar o sacar gases de la planta (oxígeno, dióxido de carbono y vapor de agua). Las células oclusivas contienen cloroplastos. ¿Qué función tienen estos cloroplastos? Después de observar la fotografía, dibuja en el recuadro del manual de laboratorio dos círculos: en uno dibuja dentro una célula epidérmica identificada en la fotografía y en a una parte del tejido epidérmico que puedes ver en la fotografía. Célula oclusiva

Estoma

Célula epidérmica

Tejido epidérmico de la hoja de la planta de magueyito (fotografía tomada con el microscopio compuesto). Dibuja en el recuadro del Manual de Laboratorios de Biología Básica de la siguiente forma:

Célula

Dibuja aquí una célula del tejido epidérmico de la hoja de magueyito.

Tejido

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Dibuja aquí un par de células oclusivas mostrando el estoma y los cloroplastos.

Actividad B: OBSERVACIÓN DE ÓRGANOS Y SISTEMAS DE ÓRGANOS EN PLANTAS En esta actividad, identificaremos los órganos de un sistema de órganos de una planta. Para entender qué nivel de organización biológica estaremos observando, hay que recordar que la planta es un organismo formado por sistemas de órganos. Por ejemplo, las raíces son órganos que forman el sistema radicular o radical. En las plantas con flores, la flor es el sistema reproductor, es decir, la flor es un sistema de órganos formado por diversos órganos cuya función es el proceso de reproducción. Algunas flores tienen el órgano femenino, otras solo tienen el órgano femenino, y otras tienen ambos (son hermafroditas). Foto de planta de cayena roja o “sangre de Cristo”

Tomemos el ejemplo de la flor de cayena o “sangre de Cristo”, la cual es hermafrodita para ver órganos del sistema reproductor femenino y órganos del sistema reproductor masculino. Observaremos una fotografía de una flor de cayena (sistema reproductor de la flor).

En esa flor, iremos identificando los diferentes órganos de cada sistema: 9

Gineceo (Sistema reproductor femenino de las flores) Los órganos del sistema reproductor femenino que podemos identificar en la flor de cayena son: ✓ Estigma ✓ Estilo ✓ Ovario: dentro están alojados los óvulos, que son las células sexuales femeninas. Estigma

Estilo

Imagen del vídeo de la disección de una flor (canal experimentoteca) https://www.youtube.com/watch?v=d7eWJxXUlfg

El ovario está en el interior protegido por pétalos y sépalos

Imagen del vídeo de la disección de una flor (canal experimentoteca) https://www.youtube.com/watch?v=d7eWJxXUlfg

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Ovario seccionado o partido por la mitad con un bisturí o con una navaja de afeitar en el que se pueden observar los óvulos en su interior (Fotografía ampliada 15X con el microscopio compuesto).

Androceo o estambre (Sistema reproductor masculino de las flores) Los órganos del sistema reproductor masculino que se pueden identificar en la flor de cayena son: ✓ Filamento 11

✓ Antera: dentro están alojados los granos de polen, que son las células sexuales masculinas. Filamento

Antera

Imagen del vídeo de la disección de una flor (canal experimentoteca) https://www.youtube.com/watch?v=d7eWJxXUlfg

antera con polen saliendo

polen

filamento

Filamentos, anteras y polen (Imagen aumentada con 40X con microscopio compuesto).

VÍDEOS RECOMENDADOS:

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1. Explicación del sistema reproductor masculino y femenino de la flor con una maqueta https://www.youtube.com/watch?v=DP1U68100VE

2. Disección de una flor de cayena identificando sus partes (aunque cada parte identificada aparece escrita en portugués se entiende por su parecido con el español.) https://www.youtube.com/watch?v=DP1U68100VE

Protocolo

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Ahora que has terminado la lectura y los ejercicios, llena el protocolo que aparece al final de la práctica en el Manual de laboratorios de Biología Básica (BIO-018).

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