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Carácter científico y metodológico de la biología La biología se considera científica, porque es nos explica los procesos de la naturaleza para saber en qué mundo estamos, metodológica, por utilizar el método científico, donde la observación, experimentación son los pasos esenciales. y el inevitable uso del método científico para formular las leyes e hipótesis de todo investigador.

Relación biología-tecnología-sociedad Existe una relación muy estrecha entre la biología, tecnología y sociedad lamentablemente esta relación ha perdido su equilibrio; Ejem. la biología busca respuesta a virus del hombre y utiliza la tecnología para este fin para que este resultado sea útil a la sociedad, pero los laboratorios no solo buscan la solución al ataque de los virus (que es la parte fácil) sino que en el afán del dinero utiliza la tecnología para crear nuevos virus más agresivos y letales con sus respectivas vacunas que claro serán comercializadas solo por ellos. otro ejem. se ve en el campo, la tecnología nos ayuda a tener más y mejores producciones por hectárea de sembrado, y así satisfacer las necesidades alimenticias de la sociedad, pero esto representa la muerte progresiva de la tierra, y es en este punto que se pierde el equilibrio natural Como ves la relación es muy estrecha pero la experiencia nos enseña que la relación expuesta por hombre no ha sido la acertada, pero para nuestro bien, la tendencia es regresar a las costumbres milenarias de cuidado de sembrados (hablando de agricultura) teniendo los productos sin agroquímicos.

Origen y teoría celular, instrumentos de la biología La Teoría Celular A mediados del siglo XV los Daneses Hanz y Zacrías Jenssen inventan el microscopio, que servía para observar pequeñas partículas de materia. El instrumento fue perfeccionado por el danés Anton Von Leeuwenhoek. Dos siglos más tarde Robert Hooke en el año 1665 utilizando un microscopio examinó una corteza de alcornoque (el corcho) y observó que esta estaba formada por muchas diminutas cavidades, muy semejantes a los poros de una esponja, y les dio el nombre de "cellulae" o célula. Pasaron otros 175 años, sin embargo, antes de que científicos empezaran a entender la verdadera importancia de las células. En sus estudios de plantas y células de animales durante principios del siglo XIX, el botánico alemán Matthias Jakob Schleiden y el zoólogo alemán Theodor Schwann reconocieron las similitudes fundamentales entre los dos tipos de células. en particular la presencia de núcleos, que el botánico británico Robert Brown había descrito recientemente (1827). Publicaron juntos la obra Investigaciones microscópicas sobre la concordancia de la estructura y el crecimiento de las plantas y los animales (Mikroskopische Untersuchungen über die Übereinstimmung in der Struktur und dem Wachstum der Tiere und Pflanzen, Berlin, 1839). Asentaron el primer principio de la teoría celular histórica:

La teoría celular, surgió por tanto con las ideas indirectas de la célula planteada como el elemento esencial, el componente, unidad de los organismos vivientes surgió, se puede decir que la teoría celular fue formulada oficialmente entre 18381839. Las células no se vieron sin embargo como estructuras diferenciadas. Se asumió que existía una organización no viviente por debajo de la materia viviente. La aparición de la teoría de Matthias Jakob Schleiden (1804-1881),de "la formación celular libre" - el crecimiento de las plantas, según afirmó en 1837, se producía mediante la generación de células nuevas que, según sus especulaciones, se propagarían a partir de los núcleos de las viejas células - era recordativo de "la vieja doctrina de la generación espontánea" aunque con una variante intracelular, pero se refutó en los 1850's por Robert Remak (1815–1865), Rudolf Virchow (1821–1902) y Alberto Kölliker (1817–1905) quienes mostraron que las células se forman a través de escisión celular pre-existente. El patólogo y también estadista Rudolf Virchow (1821 – 1902), en su trabajo "Patología celular" (1858), consideró a la célula como la unidad básica metabólica y estructural. En ese mismo trabajo subrayó la continuidad de los organismos: "todas las células provienen de otras células (preexistentes)", aun cuando los mecanismos de división nuclear no eran entendidos en el momento. Esta teoría celular estimuló un acercamiento a los problemas biológicos y regresó al paradigma estructural más general en la biología. Además de ser considerada como la unidad fundamental de la vida, la célula también se vio como el elemento básico de procesos patológicos. Las enfermedades llegaron a ser consideradas -independientes del agente causativo- como una alteración de células en el organismo. Hacia finales de los1800's, los principales organelos que se consideran ahora son identificados. El término ergastoplasm - retículo endoplásmico- se introdujo en 1897; la mitocondria se observó por varios autores y fue nombrada así por Carl Benda (1857–1933) en 1898, el mismo año en que Camillo Golgi (1843–1926) descubrió el aparato que lleva su nombre. La Teoría Celular, tal como se le considera hoy, puede resumirse en cuatro proposiciones: 1. Todo en los seres vivos está formado por células o por sus productos de secreción. La célula es la unidad anatómica de la materia viva, y una célula puede ser suficiente para constituir un organismo 2. Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula e cellula). 3. Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.

4. Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular. Así que la célula también es la unidad genética. Hoy resulta de utilidad analizar la importancia que tiene el estudio del desarrollo histórico de la Teoría Celular, como un medio para superar los obstáculos epistemológicos que se dan en la enseñanza del concepto de célula en Biología. Existen teorías en diversos campos de la biología, de las cuales la Teoría Celular comprende la visión clara de lo que constituye la naturaleza viva, tanto animal como vegetal. También permite comprender qué hay de común entre los organismos más simples y los más complejos. Abarca conceptos que son básicos para comprender la diversidad y el desarrollo de los organismos. Sin embargo, hace 200 años no se pensaba así, los hombres y mujeres de otras épocas tenían representaciones muy diferentes de las actuales, de cómo estaba constituido un ser vivo. Al reflexionar sobre este hecho, destaca la importancia que tuvo el planteamiento de la Teoría Celular para la comprensión de los procesos biológicos. La Teoría Celular posibilita construir una visión integral de los organismos, a través de ésta se puede explicar las características de todos los organismos vivos, desde los más sencillos hasta los organismos más complejos. Todos los organismos están compuestos de células y todas las células contienen los componentes similares que funcionan de manera semejante. Con la Teoría Celular se propuso un programa de investigación de gran riqueza, para estudiar a cualquier organismo, debía poder analizarse como un conjunto de células en interacción desde el punto de vista fisiológico y morfológico. Se hace necesario estudiar no sólo la estructura del organismo, sino también las relaciones entre sus funciones. Para comprender el funcionamiento de un organismo entonces, se requiere del análisis de los fenómenos celulares. El concepto de célula se ha modificado y se ha vuelto más complejo, sin embargo, ha seguido en pie la idea de una actividad formadora y metabólica de las células.

Biomoléculas presentes en las células Carbohidratos: Son compuestos que están formados por C, H, O, desempeñan un importante papel en las reacciones energéticas del organismo. Una parte son los productos principales de la fotosíntesis de las plantas. Forman un importante papel en obtención de energía para la célula, algunos son integrantes de la estructura de los ácidos nucleicos, sirven para la formación de otras sustancias como grasas y proteínas. Se encuentran en pastas, pan, postres, papa, camote, jícama, arroz. Lípidos: Comúnmente llamados grasas son compuestos que están formados por C, H, O. Tienden a ser insolubles en agua, pero solubles en sustancias orgánicas como el benzeno, toloeno y eter.

Los lípidos necesitan menos espacio para almacenarse. Son una fuente importante de energia almacenada y se utiliza como material aislante y amortiguador. Los lipidos se encuentran en las grasas como son las carnes, fiambres, pescados, huevos. Proteínas: Compuestos formados por elementos como C, H, O, N, P, S. Su molécula es gigantesca y muy compleja. Están formados por la unión de unidades llamadas aminoácidos. A los aminoácidos que el organismo no puede sintetizar se toman de los alimentos, a estos aminoácidos se les llama aminoácidos esenciales. Se encuentran en cacahuate, almendras, lentejas, garbanzos, pistaches Ácidos nucleicos: Son compuestos químicos que se encuentran dentro del núcleo de las células. Sirven para que toda materia tenga la capacidad de reproducirse, auto perpetuarse (pasar de una generación a otra) y cambiar para adaptarse al medio ambiente. En los ácidos nucleicos están los cromosomas y en los cromosomas están los genes que le dan las características a padres e hijos. Los ácidos nucleicos son: ácido desoxirribonucleico (ADN) y acudo ribonucleico (ARN)

Niveles de organización de los seres vivos

Células procariotas, eucariotas CÉLULA PROCARIOTA Se llama procariota a las células sin núcleo celular definido, es decir cuyo material genético se encuentra disperso en el citoplasma. Las células procariotas estructuralmente son las más simples y pequeñas. Como toda célula, están delimitadas por una membrana plasmática que contiene pliegues hacia el interior (invaginaciones) algunos de los cuales son denominados laminillas y otro es denominado mesosoma y está relacionado con la división de la célula.

ELEMENTO ESTRUCTURAL, COMPOSICIÓN MOLECULAR Y FUNCIÓN PILI Y FLAJELOS: compuesto por polisacáridos y lipopolisacáridos, su función es para el movimiento y la conjugación sexual. MEMBRANA CELULAR: la biocapa está compuesta por un 40% de lipidos y 60% de proteínas, su función es la entrada y salida de sustancias. MESOSOMAS: compuesta por proteínas y carbohidratos y funciona para la replicación del ARN.

NUCLEOIDE: compuesta por ADN y Cromatina, su función es almacenar la información genética. RIBOSOMAS: compuesta por complejo de RNA y proteínas, es el sitio de síntesis de proteínas. CITOPLASMA: compuesta por moléculas pequeñas de proteínas solubles, enzimas, nutrientes y sales inorgánicas disueltas en solución y esa región donde se efectúan muchas reacciones metabólicas.

CÉLULAS EUCARIOTAS

Se llama célula eucariota a las células que tienen un núcleo definido gracias a una membrana nuclear donde contiene su material hereditario. Las células eucariotas tienen un de mucho más complejo que las procariotas. Su tamaño es mucho mayor y en el citoplasma es posible encontrar un conjunto de estructuras celulares que cumplen diversas funciones y en conjunto se denominan organelos celulares. El siguiente esquema representa el corte de una célula a la mitad para observar todas sus organelas internas.

Entre las células eucariotas podemos distinguir dos tipos de células que presentan algunas diferencias: son células animales y vegetales. A continuación, describiremos las estructuras presentes en ambas células y mencionaremos aquellas que le son particulares sólo a alguno de estos tipos. Membrana plasmática El límite externo de la célula es la membrana plasmática, encargada de controlar el paso de todas las sustancias y compuestos que ingresan o salen de la célula. La membrana plasmática está formada por una doble capa de fosfolípidos que, cada tanto, está interrumpida por proteínas incrustadas en ella. Algunas proteínas atraviesan la doble capa de de lado a lado (proteínas de transmembrana) y otras sólo se encuentran asociadas a una de las capas, la interna o externa. Las proteínas de la membrana tienen diversas funciones, como por ejemplo el de sustancias y el reconocimiento de provenientes de otras células. El núcleo celular El núcleo contiene el material genético de la célula o ADN. Es el lugar desde el cual se dirigen todas las funciones celulares. Está separado del citoplasma por una membrana nuclear que es doble. Cada tanto está interrumpida por orificios o poros nucleares que permiten el intercambio de moléculas entre el citoplasma y el

interior nuclear. Una zona interna del núcleo, que se distingue del resto, se denomina nucleolo. Está asociado con la fabricación de los componentes que forman parte de los ribosomas. Citoplasma Es la parte del protoplasma que se ubica entre las membranas nuclear y plasmática. Es un medio coloidal de aspecto viscoso en el cual se encuentran suspendidas distintas estructuras y organoides. Retículo endoplasmático. Está formado por un sistema complejo de membranas distribuidas por todo el citoplasma. Se distingue una zona del retículo asociada a los ribosomas que tiene la función de fabricar proteínas denominada retículo endoplasmático rugoso o granular (RER o REG). La porción de retículo libre de ribosomas se denomina retículo endoplasmático liso (REL) y tiene, entre otras, la función de fabricar lípidos. Complejo de Golgi. Es otra organela que tiene forma de sacos membranosos apilados. Aquí llegan y se modifican algunas proteínas fabricadas en el RER. Los son dirigidos hacia diferentes destinos: Golgi es el director de tránsito de las proteínas que fabrica la célula. Algunas son dirigidas hacia la membrana plasmática, ciertas proteínas serán exportadas hacia otras células y otras serán empaquetadas en pequeñas bolsitas membranosas (llamadas vesículas). Lisosomas. Son un tipo especial de vesículas formadas en el complejo de Golgi que contiene en su interior que actúan en la degradación de las moléculas orgánicas que ingresan a la célula. A este se lo denomina digestión celular. Mitocondrias. Estas organelas están rodeadas de una doble membrana. En las mitocondrias se realizan las que permiten generar energía a partir de moléculas orgánicas en presencia de. Esta energía es la que mantiene todos los vitales de la célula. Cloroplastos. Están presentes solamente en las células vegetales. Tiene una membrana externa, una interna y además un tercer tipo de membrana en forma de bolsitas achatadas, llamadas tilacoides, que contienen un pigmento verde, la clorofila, que permite realizar el proceso de Vacuolas. Son vesículas membranosas presentes en las células y vegetales. Sin embargo, son mucho más importantes en las células vegetales y pueden ocupar hasta el 70-90% del citoplasma. En general, su función es la de Ribosomas. Son organelas formadas por dos subunidades (mayor y menor) que se originan en el nucleolo y que, una vez en el citoplasma, se ensamblan para llevar a cabo su función. Los ribosomas están a cargo de la fabricación o de las proteínas. Los hacen libres en el citoplasma o asociados a la superficie del RER. El citoesqueleto. Es un conjunto variado de filamentos que forman un esqueleto celular, necesario para mantener la forma de la célula y sostener a las organelas en sus posiciones. Es una muy pues constantemente se está organizando y desorganizando y esto le permite a la célula cambiar de forma (por ejemplo, para aquellas células que deben desplazarse) o permitir el de las organelas en el interior del citoplasma.

Centriolos. Son dos estructuras formadas por filamentos que pueden observarse en el citoplasma de las células animales. Participan durante la división de la célula. En las células vegetales no se encuentran. Pared celular. Las células vegetales, por fuera de la membrana plasmática, presentan una pared celular que le brinda protección. Tiene una composición distinta a las paredes que se encuentran en las células procariotas.

Transporte molecular a través de la membrana celular y aspectos metabólicos Transporte celular

Llamamos transporte celular al movimiento constante de sustancias en ambas direcciones a través de la membrana de una célula.  El transporte celular es el mecanismo mediante el cual entran a la célula los materiales que se necesitan mientras salen los materiales de desecho y las secreciones celulares.

Se divide en: Transporte activo: es el movimiento de materiales a través de la membrana, usando energía. Transporte pasivo: es el movimiento de sustancias a través de la membrana celular que no requiere energía celular.

Transporte a través de la membrana

La bicapa lipídica de la membrana actúa como una barrera que separa dos medios acuosos, el medio donde vive la célula y el medio interno celular. Las células requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de desecho procedentes del metabolismo y mantener su medio interno estable.

Respiración celular Es el conjunto de reacciones químicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente, por oxidación, hasta su conversión en sustancias inorgánicas proceso que rinde energía. Estas reacciones se llevan a cabo en las mitocondrias.

La respiración celular se divide en: Respiración Aeróbica: los seres vivos extraen energía de moléculas orgánicas como la glucosa por un complejo en el que el carbono es oxido y en el que el oxígeno procedente del aire es el oxidante empleado. Respiración Anaeróbica: es la que no interviene el oxígeno, sino que emplea otros compuestos, la respiración anaeróbica está presente en algunos organismos procariotas.

Fermentación

Es un proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente anaeróbico siendo el producto final un compuesto orgánico.

La fermentación puede ser: natural, cuando las condiciones ambientales permiten la interacción de los microorganismos y los sustratos orgánicos susceptibles; o artificiales, cuando el hombre propicia condiciones y el contacto referido.

Fotosíntesis Es la conversión de la materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz, en este proceso la energía luminosa se trasforma en energía química establece siendo el adenocion trifosfato (ATP) la primera molécula en que queda almacenada esa energía química. REPRODUCCIÓN Dentro de los múltiples procesos que tiene la célula en su interior, la reproducción le permite regenerarse, a partir de una célula "madre" se originan dos células proceso conocido como la mitosis y que permite regenerar tejidos, nuestro crecimiento corporal o simplemente poder reemplazar día a día todas aquellas células que se van muriendo y hay algunas celular especializadas (las sexuales) que permiten un proceso un poco más complejo pues a partir de una célula se originas cuatro células en un proceso conocido como la meiosis.

La mitosis Como se puede ver la mitosis origina dos nuevas células a partir de una célula "madre". Este proceso de división de la célula comprende dos etapas: en la primera etapa el núcleo se divide (cariocinesis o m itosis) y la otra etapa el citoplasma se divide o citocinesis. Hay que tener en cuenta que la división del núcleo es exacta en donde en forma equitativa se reparte el material genético, mientras que en la citocinesis a veces no se da esa precisión, en otras palabras, el reparto de orgánulos del citoplasma y el tamaño de las células puede tener variantes o no ser equitativo; A. La mitosis comprende varias etapas: 1. INTERFASE: Es la etapa previa a la mitosis donde la célula se prepara para dividirse, en esta, los centríolo y la cromatina se duplican, aparecen los cromosomas los cuales se observan ...