Biología, la vida en la Tierra (con fisiología). 9va edición. Audesirk & Byers PDF

Title	Biología, la vida en la Tierra (con fisiología). 9va edición. Audesirk & Byers
Author	Soph Prz
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NOVENA EDICIÓN #*0-0(¶" LA VIDA EN LA TIERRA CON FISIOLOGÍA AUDESIRK t AUDESIRK t BYERS es un sistema en línea de evaluación y enseñanza, disponible en inglés, diseñado para ayudar a los maestros a presentar los temas de manera NÈTFýDJFOUF&TUÈDPNQSPCBEPQFEBHØHJDBNFOUFRVFBZVEBBMPTF...

Description

NOVENA EDICIÓN

#*0-0(¶" LA VIDA EN LA TIERRA

AUDESIRK

t

CON FISIOLOGÍA

AUDESIRK

t

BYERS

es un sistema en línea de evaluación y enseñanza, disponible en inglés, diseñado para ayudar a los maestros a presentar los temas de manera NÈTFýDJFOUF&TUÈDPNQSPCBEPQFEBHØHJDBNFOUFRVFBZVEBBMPTFTUVEJBOUFT a aprender. , en También incluye las animaciones y tutoriales tridimensionales las que los estudiantes pueden revisar de forma interactiva los conceptos más difíciles de la biología. En www.masteringbiology.com se hallarán cuestionarios, actividades, eText, videos y otras novedades (para compra, en idioma inglés). $POTVMUFBTVSFQSFTFOUBOUFMPDBMEF1FBSTPOQBSBPCUFOFSNÈTJOGPSNBDJØO

"$&3$"%&-"1035"%" %FTEF TV SFJOUSPEVDDJØO FO FM :FMMPXTUPOF /BUJPOBM 1BSL B NFEJBEPT EF MB década de 1990, los lobos se convirtieron en una de las principales atracciones del parque. Muchos miles de personas lo visitan cada verano con la esperanza EFWFSVOMPCPHSJT PBMNFOPT FTDVDIBSMPBVMMBS1FSPMPTMPCPTEF:FMMPXTUPOF son mucho más que simplemente otro atractivo turístico: son parte integral EF MB SFE EF MB WJEB EFM 1BSRVF Z NBHOÓýDPT FKFNQMPT EF MB NBSBWJMMB RVF constituye cada uno de los seres vivos. ¿Cómo puede un lobo evitar que sus QBUBTTFDPOHFMFOFOMBHÏMJEBOJFWFEFVOJOWJFSOPFO:FMMPXTUPOF DBQÓUVMP 5). ¿Cómo aprovechan la energía contenida en los cuerpos de sus presas para BDUJWBS TV QSPQJP NFUBCPMJTNP DBQÓUVMPT Z {1PS RVÏ BÞMMBO MPT MPCPT DBQÓUVMP {1PSRVÏIBZNVDIPTNJMFTEFXBQJUÓFTFOFMQBSRVF NJMMPOFT de árboles y miles de millones de hierbas, pero sólo un par de cientos de lobos? (capítulo 28). ¿Cómo los lobos ayudaron a los árboles a reproducirse y prosperar, por primera vez en décadas? (capítulo 30). Finalmente, tal como SF[BMBBOUJHVBTBCJEVSÓBEFMPTJOVJUEFMOPSUFEF$BOBEÈiFMMPCPZFMDBSJCÞ TPO DPNP VOP FM DBSJCÞ BMJNFOUB BM MPCP QFSP FT FM MPCP FM RVF NBOUJFOF BMDBSJCÞGVFSUFw-PNJTNPQVFEFEFDJSTFEFMPCPTZXBQJUÓFTFO:FMMPXTUPOF {2VÏQSJODJQJPTGVOEBNFOUBMFTEFMBCJPMPHÓBTFFYQSFTBOFOFTUBTQPDBTGSBTFT (capítulos 14, 15 y 27). -BCJPMPHÓBFTNVDIPNÈTRVFTØMPPUSBBTJHOUVSB&TMBDPOTUBOUFCÞTRVFEBEF DPNQSFOEFSMBHSBOEF[BEFMBWJEBFOMB5JFSSB`%JTGSVUBEFMBCÞTRVFEB

NO V ENA EDI C IÓ N

B IOL O GÍ A LA V I D A E N LA TI E RRA CON FISIOLOGÍA Teresa Audesirk UNIVERSITY OF COLORADO DENVER

Gerald Audesirk UNIVERSITY OF COLORADO DENVER

Bruce E. Byers UNIVERSITY OF MASSACHUSETTS

TRADUCCIÓN

Javier Dávila Martínez

Martha Elsa Mauri Hernández

Víctor Campos Olguín

Traductor profesional

Traductora profesional

Traductor profesional

REVISIÓN TÉCNICA Vicente Gerardo Hernández Hernández

Lauro Ayala Garduño Preparatoria de la Universidad La Salle, México

Irving López

Rosa Aragón

Manuel Pérez

Colegio Suizo Americano Guatemala

Colegio Claretiano Costa Rica

Colegio Pureza de María Panamá

Datos de catalogación Autores: Audesirk, Teresa; Audesirk, Gerald; Byers, Bruce E. Biología. La vida en la Tierra Con ﬁsiología Novena edición Pearson Educación de México, S.A de C.V., México, 201 ISBN: 978-607-32-1526-8 Área: Bachillerato Formato: 21 x 27 cm

Páginas: 1,000

BIOLOGÍA. LA VIDA EN LA TIERRA CON FISIOLOGÍA NOVENA EDICIÓN

Traducción autorizada de la edición en idioma inglés, titulada BIOLOGY: Life on Earth with Physiology, 9th edition por Teresa Audesirk, Gerald Audesirk y Bruce E. Byers, publicada por Pearson Education, Inc., publicada como Benjamin Cummings, Copyright © 2011. Todos los derechos reservados. Authorized translation from the English Language edition, entitled Biology: Life on earth with physiology, 9th Edition by Teresa Audesirk, Gerald Audesirk and Bruce E. Byers, published by Pearson Education Inc., publishing as Benjamin Cummings, Copyright © 2011. ISBN 13: 978-0-321-59846-2 (Student edition) Esta edición en español es la única autorizada.

Edición en inglés Editor-in-Chief: Beth Wilbur ■ Senior Acquisitions Editor: Star MacKenzie ■ Executive Director of Development: Deborah Gale ■ Development Editor: Mary Ann Murray ■ Assistant Editor: Erin Mann ■ Editorial Assistant: Frances Sink ■ Executive Managing Editor: Erin Gregg ■ Managing Editor: Michael Early ■ Production Supervisor: Camille Herrera ■ Production Service and Compositor: S4Carlisle Publishing Services ■ Production Editor: MaryTindle ■ Copyeditor: Lorretta Palagi ■ Interior and Cover Designer: Gary Hespenheide ■ Illustrators: Imagineering Media Services Inc., and Steve McEntee of McEntee Art & Design, Inc. ■ Illustrator Project Manager: Winnie Luong ■ Art Style Development: Blake Kim ■ Photo Researcher: Yvonne Gerin ■ Manufacturing Buyer: Michael Penne ■ Cover and Text Printer and Binder: Courier Kendallville ■ Supplements Production Supervisor: Jane Brundage ■ Supplements Editor: Nina Lewallen Hufford ■ Senior Media Producer: Jonathan Ballard ■ Media Production Supervisor: James Bruce ■ Executive Marketing Manager: Lauren Harp ■ Cover Photo Credit: Daniel J. Cox/Corbis Edición en español Dirección general: Phillip de la Vega ■ Dirección K-12: Santiago Gutiérrez ■ Gerencia editorial K-12: Rodrigo Bengochea ■ Coordinación editorial: Gloria Morales ■ Edición sponsor: Claudia C. Martínez Amigón ■ Coordinación de arte y diseño: Asbel Ramírez ■ Supervisión de arte y diseño: Mónica Galván ■ Editora de desarrollo: Olga Sánchez ■ Corrección de estilo: Susana Pontón, Nelly Godoy y Alma Martínez ■ Asistencia editorial: Berenice Torruco ■ Investigación iconográﬁca: M. Carmen Gutiérrez ■ Composición y diagramación: Carácter tipográﬁco/Eric Aguirre, Aarón León, Adrián León y Daniel Aguirre ■ Lectura de pruebas: Javier García, Arturo Manzo y Lourdes Rivera ■ Adaptación de portada: Equipo de Arte y Diseño de Pearson México

ISBN LIBRO IMPRESO: 978-607-32-1526-8 ISBN E-BOOK: 978-607-32-1527-5 ISBN E-CHAPTER: 978-607-32-1528-2 Impreso en México. Printed in Mexico.

D.R. © 201 por Pearson Educación de México, S.A. de C.V. Atlacomulco 500, 5° piso Col. Industrial Atoto, C.P. 53519 Naucalpan de Juárez, Edo. de México Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana Reg. Núm. 1031

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 - 15 14 13 12

Reservados todos los derechos. Ni la totalidad ni parte de esta publicación pueden reproducirse, registrarse o transmitirse, por un sistema de recuperación de información en ninguna forma ni por ningún medio, sea electrónico, mecánico, fotoquímico, magnético o electroóptico, por fotocopia, grabación o cualquier otro, sin permiso previo por escrito del editor.

www.pearsonenespañol.com

Contenido breve Unidad 4 Comportamiento y ecología

1 Introducción a la vida en la Tierra 1

Unidad 1 La vida de la célula 2 3 4 5 6 7 8

19

Átomos, moléculas y vida Moléculas biológicas

20

36

Estructura y funciones de la célula

55

Estructura y función de la membrana celular Flujo de energía en la vida de la célula

77

97

Captación de la energía solar: la fotosíntesis

Unidad 2 Herencia 143 9 La continuidad de la vida: reproducción celular 144 10 Patrones de la herencia 173 11 ADN: la molécula de la herencia 200 12 Expresión y regulación de los genes 217 13 Biotecnología 240

265

14 15 16 17 18

Principios de la evolución

266

19 20 21 22 23 24

La diversidad de procariontes y virus

¿Cómo evolucionan las poblaciones? El origen de las especies La historia de la vida

Comportamiento animal

464

Crecimiento y regulación poblacional Interacciones de las comunidades

511

¿Cómo funcionan los ecosistemas? Diversos ecosistemas de la Tierra

488

532 553

La conservación de la biodiversidad de la Tierra 581

112

Aprovechamiento de la energía: glucólisis y respiración celular 127

Unidad 3 Evolución y diversidad de la vida

25 26 27 28 29 30

463

284

Unidad 5 Anatomía y fisiología animal

603

31 La homeostasis y la organización del cuerpo animal 604 32 Circulación 619 33 Respiración 640 34 Nutrición y digestión 655 35 El sistema urinario 676 36 Las defensas contra las enfermedades 691 37 Control químico del cuerpo de los animales: el sistema endocrino 713 38 El sistema nervioso 733 39 Los sentidos 758 40 Acción y sostén: músculos y esqueleto 774 41 Reproducción animal 792 42 Desarrollo animal 813

303

317

Sistemática: búsqueda de orden en medio de la diversidad 342 La diversidad de los protistas

355

370

La diversidad de las plantas

385

La diversidad de los hongos

403

Diversidad animal I: invertebrados Diversidad animal II: vertebrados

Unidad 6 Anatomía y fisiología de las plantas

835

43 Anatomía de las plantas y transporte de nutrimentos 836 44 Reproducción y desarrollo de las plantas 865 45 Respuestas de las plantas al medio ambiente 885

420 446

iii

Ensayos Guardián de la Tierra ¿Por qué conservar la biodiversidad? 12 Biocombustibles ¿son falsos sus beneficios? 124 La humanidad promueve la evolución a gran velocidad 281 Los peligros de la reducción de la poza génica 294 Hibridación y extinción 310 Ranas en peligro 456 ¿Hemos excedido la capacidad de carga de la Tierra? 504 Las especies invasoras trastornan las interacciones de las comunidades 520 Los polos en peligro 549 El agujero en la capa de ozono. Una perforación en nuestro escudo protector 555 Restauración de los Everglades 585 Salvar las tortugas marinas 589 Restauración de un depredador clave 594 Decepción endocrina 728 Los sorprendentes impactos de las selvas tropicales sobre el clima y su propio crecimiento 858 Polinizadores, diseminadores de semilla y arreglo del ecosistema 874 Donde hay humo, hay germinación 888

Guardián de la Salud ¿Es bueno el chocolate para la salud? 26 Colesterol, grasas trans y el corazón 46 La falta de una enzima puede causar intolerancia a la lactosa o fenilcetonuria 106 ¿Por qué se engorda al comer carbohidratos? 137 Distrofia muscular 194 Genética, evolución y medicina 227 Sexo, envejecimiento y mutaciones 236 Arroz dorado 257 Examen genético prenatal 258 Ayudantes de cirujanos 434 Los ciclos de auge y decadencia pueden traer malas noticias 493 Las cadenas tróficas amplifican las sustancias tóxicas 539 ¿Cómo reparar corazones enfermos? 632 Fumar, una decisión de vida y respiración 649 ¿Comer hasta morir? 671 Cuando los riñones colapsan 681 Virus gripales exóticos 706 Más cerca de una cura para la diabetes 727 Drogas, neurotransmisores y adicción 750 Osteoporosis: cuando los huesos se vuelven frágiles 787 Infecciones de transmisión sexual 804 Reproducción de alta tecnología 807 La promesa de las células madre 826 La placenta: ¿barrera o puerta abierta? 829 ¿Eres alérgico al polen? 869

De cerca Proteínas y textura del cabello 50 Forma, función y fosfolípidos 80

iv

Glucólisis 131 Reacciones de la matriz mitocondrial 133 El control del ciclo celular y su participación en el cáncer 160 Estructura y replicación del ADN 210 El principio de Hardy-Weinberg 288 Árboles filogenéticos 348 ¿Cómo se replican los virus? 366 Crecimiento poblacional logístico 495 Las branquias y los gases, un intercambio a contracorriente 646 La nefrona y la formación de orina 684 Las señales eléctricas de las neuronas 738 La transmisión sináptica 740

Investigación científica Los experimentos controlados, antes y ahora 6 La radiactividad en la investigación 23 En busca de la célula 58 El descubrimiento de las acuaporinas 86 Copias al carbón: la clonación en la naturaleza y en el laboratorio 156 El ADN es la molécula de la herencia de los bacteriófagos 204 El descubrimiento de la doble hélice 208 Un gen, una proteína 220 ARN, ya no es un simple mensajero 234 Géiseres y ciencia 245 Charles Darwin. La naturaleza era su laboratorio 272 ¿Cómo sabes cuán antiguo es un fósil? 324 La genética molecular revela relaciones evolutivas 346 Un parásito hace que las hormigas mora sean atractivas para las aves 522 El vínculo entre las bacterias y la úlcera 669 El descubrimiento de las vacunas 707 Neuroimagenología: observando al cerebro en acción 754 Descubrimiento de los mecanismos del desarrollo animal 820 ¿Cómo se descubrieron las hormonas de las plantas? 890

Enlaces con la vida diaria El conocimiento de la biología arroja luces sobre la vida 16 Bueno..., ¿qué gas debería usar para inflar mi dirigible o para llenar el tanque de mi automóvil? 25 Alimentos sintéticos 41 Huéspedes indeseados 74 Una jarra de vino, una hogaza de pan y un buen tazón de col agria 139 Imágenes de la vanidad biológica 305 Un mundo pequeño 347 Comensales indeseables 363 Recolecta cuidadosamente 417 Buscadores de minas 472 ¿Qué pueden hacer los individuos? 599

Contenido detallado Prefacio xxiii

1

Estudio de caso continuación Los virus, ¿están vivos? 16 Enlaces con la vida diaria El conocimiento de la biología

Introducción a la vida en la Tierra Estudio de caso Los virus, ¿están vivos?

arroja luces sobre la vida

1

16

Estudio de caso otro vistazo Los virus, ¿están vivos?

1

17

1.1 ¿Cómo estudian los científicos la vida? 2 La vida puede estudiarse en diferentes niveles de organización 2 Los principios científicos que fundamentan toda investigación científica 4 El método científico es la base de la investigación científica 4

Unidad 1 La vida de la célula

Investigación científica Los experimentos controlados, antes y

2

ahora

6

La comunicación es crucial para la ciencia 8 La ciencia es un esfuerzo humano 8 Las teorías científicas han sido sometidas a pruebas exhaustivas

8

20 20

2.1 ¿Qué son los átomos? 21 Los átomos, las unidades estructurales básicas de los elementos, están compuestos por partículas todavía más pequeñas 21 Investigación científica La radiactividad en la investigación

9

1.3 Características de los seres vivos 11 Los seres vivos son complejos, están organizados y se componen de células 11 Guardián de la Tierra ¿Por qué conservar la biodiversidad?

Átomos, moléculas y vida Estudio de caso Aplastados por el hielo

1.2 Evolución: la teoría unificadora que cohesiona la biología 9 Tres procesos naturales que sustentan la evolución

19

2.2 ¿Cómo interactúan los átomos para formar moléculas? 24 Los átomos interactúan con otros átomos cuando hay vacíos en su capa electrónica externa 24 Los radicales libres reaccionan fuertemente y pueden dañar las células 24

12

Los seres vivos mantienen relativamente constantes sus condiciones internas mediante la homeostasis 13 Los seres vivos responden a los estímulos 13 Los seres vivos adquieren y usan materiales y energía 13 Los seres vivos crecen 13 Los seres vivos se reproducen 13 Los seres vivos, en conjunto, poseen la capacidad de evolucionar 14 Estudio de caso continuación Los virus, ¿están vivos? 14

Enlaces con la vida diaria Bueno..., ¿qué gas debería usar para

inflar mi dirigible o para llenar el tanque de mi automóvil? 25 Los enlaces químicos unen a los átomos en moléculas 25 Se forman enlaces iónicos entre átomos con carga eléctrica llamados iones 25 Guardián de la salud ¿Es bueno el chocolate para la salud?

26

Se forman enlaces covalentes entre átomos sin carga que comparten electrones 27 Los enlaces de hidrógeno son fuerzas de atracción entre moléculas polares 27

1.4 ¿Cómo clasifican los científicos la diversidad de la vida? 14 Los dominios Bacteria y Archaea están compuestos por células procariontes; el dominio Eukarya está compuesto por células eucariontes 15 Los organismos de los dominios Bacteria y Archaea son unicelulares. Casi todos los organismos de los reinos Fungi, Plantae y Animalia son multicelulares 15 Los organismos de los diferentes reinos tienen maneras distintas de obtener energía 16

23

2.3 ¿Por qué el agua es tan importante para la vida? Las moléculas de agua se atraen entre sí 28 El agua interactúa con muchas otras moléculas 29 Estudio de caso continuación Aplastados por el hielo Las soluciones en agua pueden ser ácidas, básicas o neutras El agua modera los efectos de los cambios de temperatura Estudio de caso continuación Aplastados por el hielo El agua forma un sólido singular: el hielo 33 Estudio de caso otro vistazo Aplastados por el hielo

3

Moléculas biológicas

28

30 30 32

33 33

36

Estudio de caso Proteínas sorprendentes

36

3.1 ¿Por qué el carbono es tan importante en las moléculas biológicas? 37 3.2 ¿Cómo se sintetizan las moléculas orgánicas? 37 Se forman polímeros biológicos al eliminar agua y se degradan agregándola 38

3.3 ¿Qué son los carbohidratos? 38 Existen varios monosacáridos con estructuras ligeramente diferentes 39 Los disacáridos constan de dos azúcares simples unidos mediante reacciones de síntesis por deshidratación 40 Los polisacáridos son cadenas de monosacáridos 41 Enlaces con la vida diaria Alimentos sintéticos 41

3.4 ¿Qué son los lípidos? 43

v

vi

UNIT #

Contenido detallado

Aceites, grasas y ceras son lípidos que contienen sólo carbono, hidrógeno y oxígeno 43 Los fosfolípidos tienen “cabeza” soluble en agua y “cola” insoluble en agua 44 Los esteroides constan de cuatro anillos de carbono fusionados 44

3.5 ¿Qué son las proteínas? 45 Guardián de la salud Colesterol, grasas trans y el corazón 46

Las proteínas se forman a partir de cadenas de aminoácidos 47 Los aminoácidos se unen para formar cadenas mediante reacciones de síntesis por deshidratación 47 Una proteína puede tener hasta cuatro niveles de estructura 48 Estudio de caso continuación Proteínas sorprendentes 48 De cerca

Proteínas y textura del cabello 50

Las funciones de las proteínas se relacionan con sus estructuras tridimensionales 51

3.6 ¿Qué son los nucleótidos y los ácidos nucleicos? 51 Los nucleótidos actúan como portadores de energía y mensajeros intracelulares 51 El ADN y el ARN, moléculas de la herencia, son ácidos nucleicos 51 Estudio de caso continuación Proteínas sorprendentes 52 Estudio de caso otro vistazo Proteínas sorprendentes 52

4

Estructura y funciones de la célula

55

Estudio de caso Refacciones para el organismo humano

55

5.1 ¿Cómo se relaciona la estructura de una membrana con su función? 78

4.1 ¿Qué es la teoría celular? 56 4.2 ¿Cuáles son los atributos básicos de las células? 56

Las membranas celulares aíslan el contenido de la célula y permiten la comunicación con el entorno 78 Las membranas son “mosaicos fluidos” en los que las proteínas se desplazan en capas de lípidos 78 La bicapa de fosfolípidos es la parte fluida de la membrana 78 De cerca Forma, función y fosfolípidos 80 Estudio de caso continuación Venenos nocivos 81 Diversas proteínas forman un mosaico dentro de la membrana 81

La función limita el tamaño de la célula 56 Las células tienen características comunes 56 Investigación científica En...