Cien Nat 8-Vol1 PDF
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Proyecto de
investigación
volumen 1
Razonamiento
Incluye:
matemático
or
ro
m
ra l l i ge
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Ciencias 8
volumen 1
:
Nombre
Curso:
:
Colegio
Ciencias 8 para educación básica secundaria, es una obra colectiva concebida,
diseñada y creada por el Departamento Editorial de Santillana S. A., bajo la
Volumen 1 dirección de Fabiola Nancy Ramírez Sarmiento.
EQUIPO EDITORIAL
Clara María Sánchez Sánchez. Editora ejecutiva
Martín Eduardo Reyes Villamizar. Editor júnior
Esperanza Ortiz Ardila, Diana Torres Rodríguez. Editoras TIC
Adriana Marcela Rodríguez Villareal. Asistente editorial
Isabel Hernández Ayala. Revisora de contenidos
AUTORES
Greizy López Leal Álvaro Daniel Sarria López
Doctora en Ciencias Biológicas. Pontificia Universidad Magíster en Biología. Pontificia Universidad
Javeriana. Javeriana.
Gladys Carmenza Mora Bautista Diana Trinidad González Gutiérrez
Terapeuta Física. Universidad Nacional de Colombia. Magíster en Educación. Pontificia Universidad
Luz Stella Rodríguez Camacho Javeriana.
Candidata a Doctora en Ciencias Biológicas. Pontificia Luz Yadira Peña Gómez
Universidad Javeriana. Licenciada en Química. Universidad Pedagógica
Ana María Gómez Villegas Nacional.
Bióloga. Universidad Nacional de Colombia. Jeisson Giovanni Gamboa Sulvará
Magíster en Educación. Universidad de los Andes. Licenciado en Física. Universidad Distrital
Gabriela Navarrete Forero Francisco José de Caldas.
Bióloga. Universidad Nacional de Colombia.
Los especialistas encargados de avalar este texto desde el punto de vista de la disciplina específica y desde su pedagogía
fueron Eliseo Ladino Coronado. Magíster en Biología. Pontificia Universidad Javeriana. Gladys Carmenza Mora Bautista.
Terapeuta Física. Universidad Nacional de Colombia. Elvia Stella Viarisio Ospina. Química. Universidad Nacional de
Colombia. Beatriz Bechara Cabrera. Física. Universidad Nacional de Colombia. Science Instructor. Universidad de Londres.
El especialista encargado de avalar este texto desde la equidad de género y de su adecuación a la diversidad cultural fue
Evelio Castillo Pulido. Especialista en Ética y Pedagogía de los Valores. Pontifica Universidad Javeriana.
Se ha hecho el máximo esfuerzo por ubicar a los propietarios de los derechos de autor. Sin embargo, si es preciso
efectuar alguna rectificación, la Editorial determinará los arreglos pertinentes.
EQUIPO GRÁFICO Y TÉCNICO
Catalina Schroeder Torres. Coordinadora de arte
Iván Merchán Rodríguez. Diseñador del modelo gráfico
Mauricio García Duque. Coordinador de contenidos digitales
Martha Jeanet Pulido Delgado, Beatriz Román Campos,
Orlando Bermúdez Rodríguez. Correctores de estilo
Alveiro Javier Bueno Aguirre. Analista de soporte técnico
Luis Nelson Colmenares Barragán. Documentalista y operador de escáner
Lady Midlennis Sánchez Yopazá, Claudia Jaime Tapia. Asistentes de documentación
Omar Esteban Neira Valero, Fredy Alexander Castañeda Duitama,
Melany Janeth Martínez Castañeda. Diseñadores
John Barinas, Diomedes Guilombo, Jhony Villarraga Martínez, Johan Albert Zambrano Martínez,
James Altland, Ph.D. , Daniel Wichinson, Daniel Zilberberg, Alfredo Galdamez,
Juan Esteban Pino. Ilustradores
Encyclopaedia Britannica/UIG, Atlas de Biodiversidad de la Republica Dominicana, Archivo Editorial
Santillana República Dominicana, A.G.E. Fotostock/ BSIP, Alademosca. Repositorio Santillana, Archivo
Santillana, Getty Images Latam, Corel Professional Photo, Photo Disc, Thinkstock. Fotografía
Francisco Rey González. Director de producción
Debido a la naturaleza dinámica de la Internet, las direcciones y los contenidos de los sitios web, a los que se hace referencia en este
libro, pueden sufrir modificaciones o desaparecer. El uso de Internet debe ser supervisado por los padres de familia, tutores y docentes.
© 2014 EDITORIAL SANTILLANA S. A. Este libro está elaborado de acuerdo con las normas ICONTEC NTC-4724 y
Carrera 11A No. 98-50 NTC-4725 para textos escolares.
Bogotá, Colombia Depósito legal en trámite.
ISBN 978-958-750-509-2 Obra completa Impreso en Colombia por Quad Graphics Colombia S.A.
ISBN 978-958-750-598-6 Edición para el alumno volumen 1 Prohibida la reproducción total o parcial, el registro o la transmisión por
ISBN 978-958-750-599-3 Edición para el alumno volumen 2 cualquier medio de recuperación de información, sin permiso previo por
ISBN 978-958-750-597-9 Edición para el docente escrito de la Editorial.
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© 3
¿Cómo está organizado tu libro?
Para que juntos alcancemos las metas educativas que nos hemos propuesto, el programa de educación
te ofrece un libro organizado en seis unidades y estas se presentan así:
Página inicial
Al comienzo de cada unidad encontrarás una doble página de apertura que te introduce en el
tema a partir de una problemática real.
Entorno Pregunta
Te indica a qué componente problematizadora
pertenece la unidad. Es un cuestionamiento
o pregunta que surge de
la problemática que te
Tu plan de trabajo planteamos. El estudio
Te indica los logros que vas de la unidad te servirá para
a alcanzar al estudiar responder esta pregunta.
la unidad.
Ubica en el tiempo
Encuentra el estudio de...
en tu libromedia Esta cronología te muestra
Una relación de los objetos la evolución histórica
digitales y las evaluaciones del estudio de los temas
que complementan tu libro. que se abordan en la unidad.
El contexto La situación actual
Describe el entorno físico en el cual ocurre Expone una problemática que se relaciona con el contexto
una situación relacionada con uno de los descrito y con el tema que vas a estudiar.
temas que estudias en la unidad.
4 ©
En las páginas de contenido también encontrarás estas señales:
Te informa acerca de las raíces griegas y latinas Son noticias de actualidad científica
que dan origen a muchas de las palabras sobre aquello que estudias.
propias del lenguaje de las ciencias.
Secciones especiales
Soy científico natural Hiperpáginas
Estas prácticas de laboratorio te permitirán comprobar algunos fenómenos Ellas te permitirán comprender procesos y establecer relaciones entre
naturales, elaborar modelos explicativos y aplicar conceptos estudiados. los temas que estudias.
Así podrás convertirte en científico natural.
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Desarrollo de la autonomía
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Observaciones
Mes:
Día: Día: Día:
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CONTENIDOS
Proyecto de investigación 14
Entorno vivo
Unidad 1. Reproducción 26
1. Función de reproducción 28 3. Reproducción en plantas 46 5. Reproducción humana 64
1.1 La reproducción hace parte 3.1 Alternancia de generaciones 5.1 Sistema reproductor masculino 64
del ciclo vital 28 en plantas 46 5.2 Madurez sexual 67
1.2 Reproducción celular 28 3.2 Reproducción asexual 5.3 Sistema reproductor femenino 68
1.3 Núcleo celular 29 o vegetativa 46 Actividades 72
1.4 El ciclo celular 30 3.3 Reproducción sexual 6. Desarrollo humano 74
Actividades 34 en plantas sin semillas 48 6.1 La relación sexual 74
2. La reproducción 3.4 Reproducción en plantas 6.2 La fecundación 74
en los seres vivos 36 con semillas 49 6.3 La gestación o el embarazo 75
2.1 Reproducción asexual 36 Actividades 52 6.4 El nacimiento 79
2.2 Reproducción sexual 37 4. Reproducción en animales 54 6.5 La etapa posnatal
2.3 Reproducción en moneras 38 4.1 Reproducción asexual 54 o del recién nacido 80
2.4 Reproducción en eucariotas 4.2 Reproducción sexual 56 6.6 Higiene y salud
unicelulares 39 4.3 Reproducción en animales del sistema reproductor 81
2.5 Ciclos de vida y alternancia invertebrados 58 Actividades 84
de generaciones 41 4.4 Reproducción en vertebrados 60 Laboratorio 86
Actividades 44 Actividades 62 Laboratorio 87
12 ©
6.3 Agentes patógenos y Actividades 182 en búsqueda de organismos
enfermedades 179 Laboratorio 184 más útiles y productivos 186
6.4 Inmunidad contra Biología + Tecnología.
enfermedades infecciosas 180 El mejoramiento genético:
Entorno físico
Glosario 142
Bibliografía 144
© 13
Proyecto de investigación
Estrategia 1
14 ©
una sustancia proveniente de los hongos que mataba
las bacterias que él investigaba. Parece que Fleming
dejó sin lavar algunos materiales que contenían sus
bacterias. A su regreso, observó que donde habían
crecido los hongos, las bacterias estaban muertas.
Este hallazgo marcó el comienzo, en el siglo XX, del
uso de antibióticos para curar enfermedades huma-
nas.
Otro caso para destacar es el del astrónomo nor-
teamericano James W. Christy. Este realizaba perió-
dicas observaciones del cielo durante 1978. Todos
los días, medía y tomaba nota de las características
de Plutón, considerado, en aquel entonces, un pla-
neta “clásico”. Entre otras actividades, sacaba fotos
utilizando un instrumento llamado “explorador
estelar”. Esa mañana observó en la foto una man-
cha que interpretó como una falla y, por lo tanto,
la descartó. Luego, recurrió al técnico para revisar
el instrumento. Mientras esperaba la reparación,
decidió mirar imágenes anteriores en los archivos.
Para su sorpresa, encontró seis fotografías previas
marcadas como defectuosas y que también conte-
nían la misteriosa “mancha”. Sorprendido, continuó
las investigaciones hasta descubrir que se trataba de
la mayor de las lunas de Plutón y no de simple error
accidental de explorador estelar.
Caronte.
Estrategias de investigación
© 15
Proyecto de investigación
El método científico
¿Cómo se origina una ley científica?
El método científico es un procedimiento sistemático
e instrumental que conduce a un tipo especial de
conocimiento. Los pasos de este método nos permiten
llevar a cabo una investigación y resolver problemas.
El método científico sigue los pasos siguientes:
1 Observación
Mediante la observación identificamos
realidades o acontecimientos específicos del
cosmos a través de nuestros sentidos.
Mediante la observación surgen preguntas
como el por qué, el cómo, el cuándo, el
dónde, el para qué, etcétera.
Ejemplo ¿Se puede comprimir el aire?
2 Hipótesis
A través del razonamiento inductivo, se ofrece una o más
respuestas lógicas a las preguntas formuladas previamente.
Al dar una posible explicación del fenómeno y responder a las
cuestiones planteadas, estamos elaborando hipótesis o posibles
respuestas.
A veces los resultados validados permiten enunciar teorías o
leyes.
A través del razonamiento deductivo, cada una de las posibles
respuestas deberá ser consistente con la observación realizada.
Ejemplo El aire se comprime porque está formado por partículas
entre las cuales existe vacío.
3
Documentación
Se recopila información
sobre las experiencias
anteriores relacionadas con
el tema.
Ejemplo Revisar las
experiencias de Guericke,
Gassendi y Mariotte.
16 ©
4 5
Experimentación Análisis de datos
Las predicciones son sometidas a pruebas Conforme a la investigación, se hará un análisis
sistemáticas para ser comprobadas. A esto se le e interpretación de los datos.
llama “experimentación”.
Se verifica la hipótesis (se rechaza o se acepta).
Se forman dos grupos: uno de control y otro
experimental.
A través de cuadros, gráficos o esquemas se
hará la interpretación de datos.
Ambos grupos son sometidos a las mismas
Ejemplo La relación entre las variables presión y
condiciones. Sólo el grupo experimental
volumen se estudia mediante tablas y gráficos.
permitirá registrar resultados.
El resultado es que al aumentar la presión,
Ejemplo Se estudia la compresibilidad del disminuye el volumen.
aire variando la presión y viendo cómo varía el
volumen.
6
Validación de hipótesis
7
Conclusiones y publicación
Se comprueba la hipótesis.
Luego, se obtienen conclusiones, se definen
Ejemplo Sí, el aire se puede leyes y se establecen teorías.
comprimir.
La teoría es verificada por medio de la
experimentación. Si la teoría se verificara
como verdadera en todo tiempo y lugar,
entonces se la considerará
como ley.
Ejemplo Ley de Boyle: el
producto de la presión y el
volumen es constante.
8
Nuevas preguntas
Ejemplo ¿Es el aire una mezcla de gases?
¿Cuáles son los gases que conforman el aire?
© 17
Proyecto de investigación
18 ©
Estrategia 2
¿Cómo plantear un
problema de investigación?
La percepción de tu entorno por medio de los sentidos,
directamente o a través de instrumentos de medición
y de registro, genera en ti preguntas que te sirven para
plantear problemas de investigación. Sin embargo, los
seres humanos no nos contentamos con las preguntas:
proponemos respuestas cuya validez debemos poner a
prueba.
P deUNTO
partida
Elaboración de hipótesis
Recuerda que las respuestas posibles al interrogante son tengamos para establecer relaciones entre diferentes fe-
las hipótesis, y para su formulación recurrimos a nues- nómenos. De la familiaridad que tengamos con el tema,
tra experiencia y conocimiento, y a la capacidad que depende lo sensato y acertado de nuestras hipótesis.
PONTE A
prueba selecciona? ¿En qué órgano u órganos puede
residir esta capacidad? ¿Es voluntaria o invo-
luntaria?)
1. A continuación encontrarás dos situaciones
problema y debes formular dos explicacio-
2. Propón una explicación plausible que luego
nes tentativas. El comentario que aparece
puedas poner a prueba, para cada uno de los
entre paréntesis te puede servir de guía.
fenómenos mencionados.
Cuando se pone un banano maduro junto a
Si después de observar durante un tiempo un
un aguacate, este último madura más rápido.
bombillo prendido cerramos los ojos, su ima-
(¿Las plantas pueden emitir y recibir señales? gen permanece durante algunos segundos.
Qué clase de estímulo puede constituir una
Muchos insectos pueden caminar sobre el
señal para las plantas: ¿sonidos, sustancias
agua, sin hundirse.
químicas, luz? ¿Cómo debe ser el estímulo
para viajar de una planta a otra?) En la sabana africana, después de que las
hojas de los primeros árboles de acacia han
El ruido en un lugar puede ser considerable,
sido comidas por herbívoros, las hojas de las
pero si alguien de improviso nos llama por
demás acacias se vuelven tóxicas para esos
nuestro nombre, fácilmente lo notamos.
herbívoros.
(¿Todos los estímulos en un ambiente son de
Cuando recibimos una impresión desagrada-
igual importancia para un ser vivo o este los
ble, se entorpece nuestra digestión.
© 19
Proyecto de investigación
P deUNTO
partida
Medición
Cuando decimos “en esta taza caben diez cucharadas”, estamos expresando cuántas veces cabe la unidad elegida
(cucharadas) en el objeto cuyo volumen deseamos conocer. Medir es establecer la relación numérica entre una
característica de nuestro interés y una unidad patrón. Sin embargo, no todas las características son susceptibles de
ser medidas. Sólo algunas se prestan para esto y las llamamos magnitudes: la masa, la longitud y la densidad, por
ejemplo, son magnitudes.
Sistema internacional de unidades (SI) Magnitudes Nombres de
Símbolos
fundamentales las unidades
Este sistema se creó en 1960, con el fin de unificar
mundialmente las unidades utilizadas. El SI define Longitud metro m
siete magnitudes fundamentales con sus correspon-
Masa kilogramo kg
dientes unidades y símbolos.
Tiempo segundo s
Los nombres de las unidades se escriben siempre en
minúscula, con excepción de las unidades cuyo nom- Intensidad de corriente amperio A
bre proviene de un nombre propio, como el Kelvin
Temperatura kelvin K
(K) nombrado en honor a lord Kelvin.
Intensidad luminosa candela cd
A partir de las magnitudes fundamentales se definen
otras, denominadas magnitudes derivadas, como la Cantidad de materia mol mol
superficie, cuya unidad es m2; el volumen, cuya uni-
dad es m3, o la aceleración, cuya unidad es m/s2. Para designar los múltiplos y submúltiplos de una uni-
dad se antepone a su nombre un prefijo, que indica
Para expresar medidas muy grandes o muy pequeñas
cuántas veces es mayor o menor que ella, como puedes
se utilizan múltiplos y submúltiplos. En el sistema in-
observar en la imagen.
ternacional, los múltiplos de la unidad son cantidades
mayores que ella, y aumentan de diez en diez, mien-
tras que los submúltiplos son cantidades menores, y se Símbolo G M K h da d c m µ n
Unidad
obtienen dividiendo la unidad de diez en diez. Prefijo giga mega kilo hecto deca deci centi mili micro nano
20 ©
Instrumentos de medición
Para medir necesitas la ayuda de algún instrumento de
medición, como la regla, la balanza, el termómetro, el
reloj o la probeta. El instrumento que elijas dependerá
de la medida que necesites tomar y del valor de las mag-
nitudes que deseas medir. Un instrumento es más pre-
ciso cuantas más pequeñas sean las diferencias entre dos
sistemas que permite hacer evidentes.
La balanza es uno de los instrumentos de mayor impor-
tancia en el laboratorio. Existen varios tipos de balanzas:
de uno o dos platillos y electrónicas.
La balanza de dos platillos está conformada por una cruz
rígida apoyada en su centro y con dos brazos de igual
longitud, de donde cuelgan los platillos. Para medir la
masa de un cuerpo, se coloca este en uno de los platillos,
mientras que en el otro se van colocando piezas metálicas
de masa conocida. Cuando se consigue igualar la masa
del cuerpo con la masa de las piezas metálicas, la varilla
de la balanza queda en equilibrio.
PONTE A
prueba
1. Selecciona algunos tornillos, tuercas o tachuelas iguales, que te servirán de unidad de medida
para determinar la masa de los objetos.
2. Deposita en uno de los platillos de la balanza, uno de los objetos cuya masa vas a determinar.
3. Deposita en el otro platillo los objetos que seleccionaste como unidad de medida (tornillos, tuer-
cas o tachuelas). Añade los que sean necesario para lograr que los dos platillos queden equilibra-
dos. Haz lo mismo con los otros objetos. ¿Cuántas unidades de medida utilizaste para equilibrar
la balanza?
© 21
Proyecto de investigación
Embudo
Buchner
Matraz
Balanza granatoria Kitasato
Embudo cónico
10
Corte transversal
9
Embudo Gibson 0
22 ©
10
0
9
Matraz Matraz
Erlenmeyer aforado
Frascos lavadores
Matraz
de fondo plano
10
9
10
8
9
10 7
8
10 9
6
7 Vaso de
9 8
5
6 precipitado y
Matraz agitador
4
5
3
de destilación
8 7
4
2
7 6 3
1
2
6 5
0
10 1
5 4
9 0
4 3 8
7
3 2
6
2 1
5
1 0 4
Mortero
3
0
2
Probeta Bureta
10
0
Cápsula de
porcelana
Pipeta aforada
Vidrio de reloj
20v
20°C
10
0
ml.
20v
Placa Petri
20°C
10
0
ml.
0
9
10
0
10
0
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20v
20°C
10
0
ml.
Proyecto de investigación
P deUNTO
partida
menisco
PONTE A
prueba
1. En la imagen puedes ver dos probetas con líquido. ¿Cuál de ellas marca correctamente 20 mL
según lo indicado anteriormente?
24 ©
Medida de la velocidad de evaporación del agua
Objetivo: Determinar la influencia de la temperatura ambiental en la velocidad de evaporación del agua.
1 Preparamos materiales
Necesitamos agua, un vaso de precipitados y una balanza.
2 Realizamos la experiencia
Pon cierta cantidad de agua en el vaso de precipitados
y pesa el conjunto en la balanza. Anota la cantidad.
Deja el vaso en un determinado lugar; por ejemplo,
encima de una repisa.
Luego de 24 horas, vuelve a pesar el vaso y anota el
valor correspondiente.
Repite el proceso durante cuatro días.
3 Registramos datos
Observa la tabla que te presentamos y
dibuja el gráfico de masa evaporada (g)
Tiempo (días)
0
Masa evaporada (g)
1
frente a tiempo transcurrido (días).
2
Escribe una estimación de la velocidad de
evaporación del agua en estas condiciones 3
expresada en g/día. 4
© 25
Trichomonas vaginalis.
Causante de la tricomoniasis.
1 Reproducción
El contexto
Entorno vivo
La reproducción es una función vital que permite perpetuar las es-
pecies. En los seres humanos está asociada a factores sicosociales
Tu plan de trabajo… que van más allá de la búsqueda de una pareja para tener hijos. La
Diferenciar los tipos de reproducción sexual y asexual. reproducción humana conlleva riesgos biológicos como las infecciones
Describir la forma como se reproducen moneras, y enfermedades de transmisión sexual que derivan de la promiscuidad
protistas, hongos, plantas y animales. y, en general, de una actitud irresponsable hacia el cuerpo.
Explicar la reproducción humana.
La situación actual
Encuentra en tu En la actualidad, las personas, y especialmente los jóvenes, reciben
mensajes cada vez más frecuentes y explícitos de los medios de comu-
Evaluaciones: nicación y la publicidad, que promueven una conducta irresponsable
3 Diagnóstica 3 De desempeño en la vida sexual. Esto ha generado un incremento alarmante de emba-
razos no deseados desde edades muy tempranas y una proliferación de
16 Multimedia 1 Audio infecciones y enfermedades de transmisión sexual que, en ocasiones,
1 Galería 14 Imprimibles pueden causar en quienes las desarrollan daños irreversibles como la
17 Actividades 13 Enlaces web esterilidad, e incluso, la muerte. Por eso al referirnos a la reproducción
humana es indispensable hablar de responsabilidad y prevención.
Audio
Herpes virus.
Causante del herpes genital. VIH. Causante del Síndrome de
Inmunodeficiencia Adquirida, SIDA.
Cándida albícans.
Causante de la candidiasis.
Dentro del núcleo celular se diferencian las siguientes estructuras: membrana nu-
clear, nucleoplasma, nucléolo, cromatina y cromosomas.
Membrana nuclear. Es una estructura formada por una doble capa que aísla el
material genético del citoplasma. La capa externa tiene adheridos los ribosomas
y se une al retículo endoplasmático, para constituir el sistema endomembra-
noso. La capa interna, por su parte, tiene adherida la cromatina, que es el prin-
cipal constituyente de los cromosomas. La membrana nuclear está atravesada El núcleo de la célula
por los poros nucleares, que son canales de proteínas que regulan el intercambio Nucléolo Envoltura
de sustancias entre el núcleo y el citoplasma. Por los poros entran al núcleo las nuclear
proteínas, fabricadas en el citoplasma por los ribosomas.
Nucleoplasma. Es un líquido de viscosidad variable, que constituye el medio
interno del núcleo. Contiene el nucléolo, la cromatina, enzimas, proteínas, iones,
moléculas de ATP y otros nucleótidos de gran importancia, para que el núcleo
realice sus funciones.
Nucléolo. Es una estructura esférica, rodeada de una capa de cromatina. Está
constituido principalmente por fragmentos de ADN y ARN, que contienen la
información necesaria para fabricar los ribosomas. Estos son las estructuras en- Cromatina
Cromosomas
cargadas de sintetizar proteínas, de acuerdo con la información que reciben del Poros
núcleo. nucleares
© 29
1.4 El ciclo celular Enlace web
Representación del ciclo celular Para dividirse, toda célula somática experimenta una serie de transformacio-
nes que culminan en la generación de dos células hijas. Esta serie de cambios
G1 Interfase S recibe el nombre de ciclo celular y consta de tres fases: interfase, mitosis y
citocinesis.
Enlace web
Mitosis
G2 1.4.1 Interfase
Citocinesis Profase La interfase es el período comprendido entre la citocinesis y la mitosis y repre-
senta la mayor parte de la vida de una célula. Durante la interfase, la célula
Telofase Anafase Metafase crece, duplica su ADN y se prepara para la división. La interfase se divide en
tres fases: G1, S y G2.
El ciclo celular conlleva el crecimiento
y la división celular. Se inicia cuando En la fase G1 o de crecimiento, aumenta el volumen celular, debido a la
aparece una nueva célula y termina síntesis de proteínas y a la duplicación de los organelos celulares.
en el momento en que esta origina
dos nuevas células.
En la fase S o de síntesis, se duplica el ADN, garantizando su repartición
equitativa en las dos células hijas. Al finalizar esta fase, la célula contiene el
doble de proteínas y de ADN que tenía al principio.
Durante la fase G2, la célula termina los preparativos que le han de permi-
tir comenzar el proceso de división celular.
Recurso
1.4.2 Mitosis imprimible
La mitosis es el proceso en el cual, a partir de la división del núcleo de una
célula madre, se originan dos células hijas con el mismo número de cro-
mosomas. Por medio de la mitosis, los organismos se desarrollan, crecen y
regeneran parte de sus tejidos. Este tipo de división es propio de las células
somáticas, es decir, todas aquellas que forman el cuerpo de un organismo,
diferentes a las células sexuales, que son las que llevan a cabo la reproducción
sexual. Para que la mitosis produzca como resultado dos células hijas idénti-
cas a la madre, cada cromosoma debe estar duplicado, es decir, conformado
por dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero. De esta manera,
cada nueva célula recibirá una de las cromátidas de cada cromosoma.
es fundamental para
Los unicelulares Los pluricelulares
en su en su
Reproducción, pues Crecimiento, ya que Desarrollo, porque a partir del cigoto Reparación y renovación de tejidos,
da origen a nuevos permite un aumento y mediante sucesivos procesos de mi- ya que estos pierden a diario muchas
individuos que son en el número de célu- tosis, se originan todas las células que células, al igual que cuando se pro-
genéticamente idén- las en los organismos constituyen un individuo. Así se ase- duce una herida. Así mismo, en nues-
ticos a la célula ori- y, como consecuencia, gura que todas las células contengan tro organismo hay células que tienen
ginal. crecen. la misma información genética y se un tiempo de vida limitado. En todos
originen los diferentes tipos celulares estos casos, la proliferación celular per-
que formarán parte del organismo. mite restablecer las células perdidas.
30 ©
Componente Procesos biológicos
Profase
Durante esta fase se condensan los filamentos de ADN y se forman los cromosomas. Profase
La condensación del ADN se produce por enrollamiento y asociación con proteínas.
En esta fase es posible observar que cada cromosoma se ha duplicado. La membrana Cromosomas
nuclear desaparece y, en el citoplasma celular, el citoesqueleto reacomoda los microtú-
bulos que se dirigen hacia los cromosomas con el fin de adherirse en sus centrómeros y
formar el huso mitótico o acromático.
Metafase
Metafase
Cuando ya se ha formado el huso mitótico y se ha roto la membrana nuclear, los cro-
mosomas se disponen en la placa ecuatorial, es decir, en la mitad de la célula de forma
alineada.
Anafase
En esta etapa, se inicia la separación de las dos cromátidas hermanas de cada cromo- Anafase
soma. Cada cromátida se dirige hacia uno de los polos de la célula. Microtúbulos
La anafase termina cuando en cada extremo se encuentra un juego completo de
cromosomas. Cromátidas hermanas
Telofase
Es la etapa final de la mitosis, en la cual se forma de nuevo la membrana nuclear alre-
dedor de cada grupo de cromosomas y desaparece el huso acromático. Los cromoso-
mas se desenrollan y se hacen cada vez menos visibles.
Recurso
1.4.3 Citocinesis
Telofase
imprimible
Es la división del citoplasma, que ocurre cuando acaba la mitosis y se produce
la separación de las dos células hijas. La citocinesis brinda a las dos células
hijas todos los organelos, los nutrientes, las enzimas y las demás moléculas
que requieren para continuar vivas. Aunque generalmente la mitosis y la cito-
cinesis están acopladas, pueden realizarse de manera independiente. Por ejem-
plo, algunas células, como las tumorales, experimentan mitosis sin citocinesis.
Este proceso da como resultado células individuales con muchos núcleos.
LA CITOCINESIS
en
Durante la telofase, por la formación de una fila La pared celular impide dividir la célula en dos, comprimiendo la parte central. Lo
de proteínas que se ubican en la parte ecua- que ocurre aquí es que del aparato del Golgi brotan vesículas que contienen carbo-
torial de la célula y ejercen presión en la parte hidratos, que se alinean a lo largo del ecuador celular entre los dos núcleos. Dichas
central, estrechando la membrana celular hasta vesículas se fusionan y producen una estructura llamada placa celular, rodeada de
dividirla en dos. membrana plasmática y llena de carbohidratos, que permitirá la división celular.
© 31
1.4.4 Meiosis Enlace web
División meiótica I
Profase I Tal como se presenta en la mitosis, la meiosis I comprende cuatro fases consecutivas: profase I,
metafase I, anafase I y telofase I.
Profase I
En esta primera etapa, la membrana nuclear desaparece, las fibras del huso empiezan a
constituirse y el ADN se empaqueta formando los cromosomas. Gracias a la duplicación del
material genético durante la interfase, los cromosomas están constituidos por dos brazos
que se denominan cromátidas hermanas, unidas por una estructura llamada centrómero. A
diferencia de la profase mitótica, en esta etapa de la meiosis los cromosomas homólogos, ya
duplicados, se unen longitudinalmente, y constituyen grupos de cuatro cromosomas, llama-
dos tétradas. Las cromátidas homólogas pueden entrecruzarse e intercambiar fragmentos de
Unión de ADN, permitiendo la recombinación del material genético. Dicho proceso se denomina entre-
cromosomas cruzamiento y constituye uno de los mecanismos más importantes para generar diferencias
Recombinación genéticas entre las células resultantes.
genética Metafase I
Las fibras del huso ya están formadas y los cromosomas se ubican en la zona central de la célula
Metafase I o placa ecuatorial. Cada cromosoma se ubica junto con su homólogo.
Anafase I
Las parejas de cromosomas homólogos se separan y comienzan a migrar hacia los polos
opuestos de la célula. Cada polo de la célula recibe dotación haploide de cromosomas.
Telofase I
Luego de la separación de los cromosomas homólogos, desaparecen las fibras del huso acro-
mático, se forma la membrana nuclear y se divide el citoplasma, para finalmente dar origen a
dos células haploides.
Anafase I Telofase I
32 ©
Componente Procesos biológicos
División meiótica II
Es similar a la mitosis, pero no es precedida por la duplicación del ADN. En esta fase las cromáti-
das hermanas de los cromosomas obtenidos en la división anterior son separadas.
Comprende cuatro fases consecutivas: profase II, metafase II, anafase II y telofase II.
Profase II
En esta fase, la membrana nuclear desaparece, se forman las fibras del huso que van de un polo
al otro de la célula. Los cromosomas dobles se reconstituyen y se hacen visibles.
Metafase II
Los cromosomas dobles, constituidos por dos cromátidas recombinadas, se disponen en el
plano ecuatorial de la célula.
Meiosis Meiosis
Anafase II
Las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan y se originan cromosomas simples
que se desplazan hacia los polos opuestos de la célula. Cigoto
Telofase II
Las fibras del huso acromático desaparecen y se forma la membrana nuclear alrededor de cada
juego de cromosomas. Se realiza la citocinesis y se originan cuatro células hijas haploides.
Se originan dos células idénticas a la célula Se originan cuatro células que tienen la mitad La meiosis permite que los
madre, con la misma información genética. de la información genética de la célula madre. nuevos descendientes adquieran
características de ambos
En seres unicelulares es un mecanismo de re- progenitores y de sus antepasados.
producción asexual. En seres pluricelulares, es Es un mecanismo de reproducción sexual.
un mecanismo de crecimiento y reparación.
En etapa de anafase, hay separación de las En etapa de anafase I, hay separación de los
cromátidas. cromosomas.
Hay una sola división del núcleo celular. El núcleo celular se divide dos veces.
División meiótica II
C 2 Completa el siguiente cuadro con base en el 9 Lee el texto que sigue, observa el diagrama y,
O texto anterior. con base en ellos, realiza las actividades 10 y
11.
M Número de Número de Para que la división celular sea posible es nece
P Ser vivo
cromosomas cromosomas sario que la célula se prepare. La fase de prepara
E de sus células
somáticas
de sus células
sexuales
ción junto con la de división celular constituyen
T Mosquito
el ciclo celular, proceso que ocurre en todas
las células que conservan la capacidad de divi
E Ciruelo dirse. La duración de este proceso se denomina
N Ser humano
tiempo de regeneración y varía dependiendo
C Papa
del tipo de célula.
I Gato
G1: las células crecen y
efectúan el metabolismo
S: se duplica el ADN.
S
se duplican.
3 Explica por qué los gametos deben tener la
mitad del número de cromosomas de la espe- 40% 30%
cie.
10%
Mitosis 20%
4 Observa la imagen. Con base en ella, realiza
las actividades 5 a 8. Citocinesis
Telofase
A B C Anafase G2: las células crecen y se
Metafase
Profase preparan para la mitosis.
Mitosis
D E F (fase M)
34 ©
Identificar • Indagar • Explicar • Comunicar • Trabajar en equipo
© 35
Entorno vivo
Es la división de un organismo en dos células Es la aparición de una prolongación o una yema en la superficie del progenitor.
hijas idénticas, del mismo tamaño que la cé- Cuando esta yema madura, llega a convertirse en un nuevo organismo, que puede
lula inicial o madre. Este tipo de reproducción vivir aparte de la célula progenitora o junto a ella, formando colonias o agrupaciones
se da generalmente en organismos unicelu- de individuos. Esta forma de reproducción se da en organismos unicelulares como
lares como bacterias y protistas. las levaduras, y en algunos organismos multicelulares como la hidra.
36 ©
Componente Procesos biológicos
Esporulación
En la esporulación, el núcleo de la célula madre se divide varias veces, conformando
pequeños núcleos que, al rodearse de citoplasma, constituyen nuevas células o esporas
que pueden salir de la célula madre. Algunas especies bacterianas producen estructuras
especiales llamadas endosporas. Estas son células que se diferencian por características
como: su gran resistencia a factores como el calor, la desecación, las radiaciones y los
ácidos. De igual manera, pueden permanecer por muchos años en un estado de reposo
aparente y continuar siendo viables. Una ventaja muy importante de este tipo de repro-
ducción es que la formación de esporas incrementa la capacidad de supervivencia de las
células procarióticas. La esporulación también se presenta en hongos, algas y protozoos.
Partenogénesis
La partenogénesis se presenta cuando un gameto femenino u óvulo (haploide) origina
un nuevo organismo sin intervención de gametos masculinos, es decir, sin que ocurra la
fecundación. La descendencia producida por partenogénesis, en algunas especies, sigue
siendo haploide. Un ejemplo interesante es el de las abejas machos, que son haploides,
pues nacen de óvulos no fecundados, mientras que las abejas diploides, que son hem-
bras, sí se desarrollan a partir de óvulos fecundados. La partenogénesis también se pre-
senta en algunas especies de peces y de lagartijas, en los equinodermos y los crustáceos.
Fragmentación
© 37
Recurso
2.3 Reproducción en moneras imprimible
Las bacterias son organismos que, en su mayoría, se reproducen en forma asexual.
Sin embargo, algunas intercambian información genética con otras, por medio de
un tipo de reproducción conocida como parasexual.
Ampliación
2.3.1 Reproducción asexual en moneras multimedia
Las bacterias se reproducen asexualmente mediante el proceso conocido como
fisión binaria. Consiste en que el material genético presente en la bacteria se du-
plica y después se forma un septo o tabique transversal que divide a la célula en
dos nuevas células con las mismas características de la célula original. La duración
de este proceso es de tan solo 20 minutos aproximadamente y origina millones de
descendientes por día. Esta vertiginosa reproducción permite a las bacterias poblar
hábitats rápidamente. En bacterias, se puede hablar de crecimiento bacteriano,
para hacer referencia al aumento en el número de individuos de la población. De
igual manera, se refiere al aumento ordenado de las estructuras y de los constitu-
Bipartición en bacterias.
yentes celulares.
Bacteria A Bacteria B Bacteria A Bacteria B Bacteria A Bacteria B Bacteria A Bacteria B Bacteria A Bacteria B Bacteria A Bacteria B
Bacteria A Bacteria B Bacteria A Bacteria B Bacteria A Bacteria B Bacteria A Bacteria B Bacteria A Bacteria B
Virus
Paso 3 Paso 4 Paso 3 Paso 3 Paso 4
Paso 1. Las bacterias se aproximan y la Paso 1. Fijación del virus a la bacteria. Paso 1. Bacteria donante de ADN y bac-
donante genera el pili. Paso 2. El pili se Paso 2. Transferencia del ADN al cromo- teria receptora. Paso 2. Liberación de
une a la bacteria receptora. Paso 3. Una soma de la bacteria receptora. Paso 3. ADN de la célula donante. Paso 3. Re-
cadena de ADN es transferida a la bacte- Integración del ADN en el genoma de la cepción y recombinación del ADN. Paso
ria receptora. Paso 4. Las dos bacterias bacteria receptora. 4. Bacteria transformada.
generan otra cadena que completará
su ADN.
38 ©
Componente Procesos biológicos
Los protozoos presentan tres tipos de reproducción asexual: fisión binaria, fisión
múltiple y gemación.
Mecanismo por el cual se generan dos Ocurre en el organismo o célula madre Los protozoos que se reproducen de
células hijas similares. Los flagelados que se divide en múltiples células hijas, esta manera generan células hijas a par-
realizan fisión binaria de tipo longitudi- de igual tamaño, cada una de las cuales tir de yemas de la célula madre que, al
nal, mientras que los ciliados realizan la se convierte luego en un nuevo orga- comienzo, son de menor tamaño que
fisión de tipo transversal. nismo independiente. Las amebas se esta.
reproducen de esta manera.
Conjugación Singamia
Es la fusión de dos células, después de que sus micronúcleos, que Es el proceso por el cual dos gametos se fusionan y for-
originalmente son diploides, se reducen por meiosis a dos núcleos man un cigoto diploide, con una información genética
haploides, denominados núcleos gaméticos. Cada célula aporta a la derivada de ambos progenitores. En el caso de que estos
otra uno de los núcleos gaméticos, que se fusiona allí con el existente, gametos sean iguales, se denomina isogamia, y si son
y se constituye así, en cada una de las dos células, un núcleo diploide. diferentes, se denomina heterogamia. La singamia es
La conjugación produce hijos con características provenientes de propia de algunos protozoos, como los foraminíferos, que
ambos progenitores. Después de la conjugación, cada individuo con- viven en los fondos marinos y los esporozoarios, que son
tinúa reproduciéndose en forma asexual. parásitos de animales.
© 39
2.4.3 Ciclo de vida de un protozoo de interés
Todos los protozoos esporozoarios son parásitos. Uno de los más conocidos es el
género Plasmodium, que causa la malaria en muchas especies de aves y mamíferos.
El ciclo de vida de Plasmodium se divide en dos fases: una sexual que ocurre dentro
del mosquito y una asexual que ocurre en el interior de vertebrados como el ser
humano.
A D
1. El ciclo se inicia cuando 2. En el tracto digestivo del mos-
una hembra de mosquito quito, los gametos se diferencian,
anopheles (A) pica a una se unen y forman un cigoto (D). A
persona con malaria (B) y, partir de los cigotos se desarrollan
junto con la sangre, suc- B estructuras multinucleadas llama-
ciona gametos indiferen- E das oocistos (E), que en pocos días
ciados del esporozoo (C). se dividen en miles de células fusi-
formes muy pequeñas, los esporo-
zoítos (F), que, luego, migran a las
5. Después de un período glándulas salivales del mosquito.
de reproducción asexual, C
parte de estos parásitos se
transforman en gametos F
indiferenciados y, si son in-
geridos por un mosquito
en este estadio, el ciclo J
I
empieza de nuevo.
40 ©
Componente Procesos biológicos
Fecundación Adulto 2n
(esporófito)
Cigoto 2n Meiosis
Adultos n
Gametófito (n)
Mitosis Gametos n
Meiosis gamética
Fecundación Cigoto 2n
Ciclo de vida haploide de algas El ciclo de vida diploide es característico Las algas multicelulares y las plantas tienen
chlamydomonas. de los animales. ciclo de vida haplodiploide.
© 41
2.5.1 Reproducción en algas multicelulares Enlace web
Meiosis En las algas multicelulares se presenta la reproducción asexual y la sexual,
Mitosis
Esporas (n)
pero esta última es la más característica en el grupo.
42 ©
Componente Procesos biológicos
1. El ciclo comienza con una ascos- 2. Este se genera mediante la formación 3. Los micelios monocarióticos de
pora que germina y produce un de esporas asexuales, llamadas conidios. cepas diferentes forman gametangios
micelio monocariótico haploide. y se inicia la reproducción sexual.
Ascosporas (n) 1 2
9 (n) Reproducción
9. Los núcleos se dividen mitóti- asexual (conidios) 4. Se forma, entre los gametangios fe-
camente y el asco contiene ocho Asco (n) menino y masculino, un puente que
ascosporas. Al germinar las ascos- (n) Gametangios facilita que los núcleos masculinos
3
poras, se inicia de nuevo el ciclo. Germinación penetren el gametangio femenino.
de ascosporas Ascocarpo
8 6
8. Resulta de ello un núcleo di- 4
Gametangio 5. De este gametangio se obtienen
(2n) femenino hifas dicarióticas, o sea que cada cé-
ploide que sufre meiosis y genera Hifas
Meiosis
cuatro nuevos núcleos haploides. dicarióticas lula contiene un par de núcleos ha-
Asco 5 ploides, uno de cada progenitor.
(n+n)
joven
7. En el ascocarpo, las hifas dica- Puente
7
rióticas crecen, se diferencian y Gametangio 6. Las hifas dicarióticas en conjunto
forman los ascos, en cuyo interior Cariogamia masculino con las hifas monocarióticas entre-
se fusionan los núcleos haploides. Hifas dicarióticas mezcladas producen el ascocarpo.
© 43
Competencias científicas
O B
M A B C
P
E
T
E 6 Describe lo que ocurre en cada etapa de la
N 2 Marca con una 7 las casillas correspondientes
de la tabla.
reproducción de la hidra.
C 7 Responde, ¿a qué tipo de reproducción co-
I Característica analizada Imagen A Imagen B
rresponde?, ¿cómo lo sabes?
A Reproducción sexual
8 Completa el siguiente mapa conceptual, con
S Reproducción asexual
base en los conceptos vistos.
Mayor velocidad de
reproducción Los tipos de reproducción asexual
Producción de células
son
sexuales
Mayor número de
descendientes Bipartición
Menor capacidad de produce produce produce
adaptación a cambios
ambientales
Individuos diferentes de
sus progenitores
3 Escribe, en cada recuadro, el nombre del pro- 9 Completa un cuadro comparativo como este.
ceso de reproducción asexual representado.
Ciclo de vida
Haploide Diploide
44 ©
Identificar • Indagar • Explicar • Comunicar • Trabajar en equipo
10 Lee la información. Observa las gráficas y, con Desarrollo compromisos personales y sociales
base en ellas, responde las preguntas 11 a 13.
En un medio favorable, una bacteria, como la que ARGUMENTO
produce el cólera, duplica su número cada media
hora. Este proceso conduce a la formación de 14 Lee el siguiente texto. Con base en él, rea-
una colonia de bacterias. liza las actividades 15 y 16.
En (A), se muestra el proceso de multiplicación Microorganismos patógenos
de una bacteria, mientras que en (B) está repre en los alimentos
sentado gráficamente el crecimiento de dicha Los alimentos son fundamentales para garan
población bacteriana en un medio óptimo a tizar el aporte de nutrientes que necesitamos.
30 °C. Sin embargo, debemos ser cuidadosos al con
sumirlos, porque pueden estar contaminados
A
con microorganismos patógenos capaces de
afectar nuestra salud.
Son diversas las formas en que llegan los mi
croorganismos patógenos a los alimentos: por
la falta de higiene o una mala manipulación
30 minutos
de estos antes de su consumo, o porque se
encuentran en mal estado.
B
No todos los microorganismos crecen igual
Cantidad de bacterias (en millones)
en todos los alimentos. Cuando un microor
15.000 ganismo se desarrolla en un alimento y este
es digerido, el consumidor puede sufrir alte
3.750 raciones de su salud, en ocasiones de grave
dad. Los microorganismos patógenos que
frecuentemente contaminan los alimentos
son: Salmonella spp., Staphiloccocus aureus,
Clostridium botulinum, Clostridium perfringens
1.000
y Escherichia coli.
11 Si inicias un cultivo bacteriano con 4 bacte- 16 Describe los factores ambientales que
rias, ¿cuántas habrá al cabo de 30 minutos? afectan la calidad de los alimentos.
© 45
Entorno vivo
3. Reproducción en plantas
Muchas plantas tienen la capacidad de reproducirse de manera asexual y sexual.
Esto genera una gran variedad de mecanismos de reproducción que permiten a
los organismos perpetuar su existencia en los diferentes ambientes que habitan.
Ampliación
3.1 Alternancia de generaciones en plantas
multimedia El ciclo vital de las plantas presenta dos fases características: una fase sexual o ga-
metofítica a la cual sigue una fase asexual o esporofítica. Estas fases se alternan y
es así como el gametófito da lugar al esporófito y este, a su vez, vuelve a formar el
gametófito. Este proceso en conjunto se denomina alternancia de generaciones:
Gametófito
Esporas (n)
n n n n
Oosfera n n Espermatozoide
Haploide
Diploide
Los gametos
Célula madre Esporófito se encuentran
de las esporas 2n 2n 2n y se fusionan
(2n)
para formar
Cigoto el cigoto.
Embrión
46 ©
Componente Procesos biológicos
Tubérculo Estolón
Es un tallo subterráneo engro- Es un tallo largo y rastrero que
sado, es decir, más grueso que crece horizontalmente sobre
un tallo aéreo. Posee zonas la superficie del suelo, desarro-
meristemáticas, llamadas co- llando yemas en los nudos de
múnmente ojos. El tubérculo las hojas. Cada yema es capaz
se puede separar de la planta de originar una nueva planta.
original para desarrollar nuevos La fresa y el trébol son ejemplos
individuos. El ejemplo más co- conocidos de estolones.
nocido de tubérculo es la papa.
© 47
3.3 Reproducción sexual en plantas
sin semilla
Al igual que todas las plantas, sus ciclos de vida son haplodiploides, con alternan-
cia de dos generaciones adultas: los esporófitos (2n) se reproducen asexualmente
por esporas, y los gametófitos (n), lo hacen sexualmente por gametos.
48 ©
Componente Procesos biológicos
© 49
3.4.2 Ciclo de vida de una angiosperma Enlace web
Corola Las angiospermas presentan flores y frutos que protegen las semillas.
Pétalo 3.4.2.1 La flor
Las flores son los órganos reproductivos de las plantas que se desarrollan a
partir del esporofito diploide (2n) y que se han especializado en la produc-
ción de gametos haploides (n). Están constituidas por cuatro tipos de hojas
modificadas:
Cáliz Dos de carácter no fértil, que dan origen al soporte de la flor o cáliz, formado
Sépalo
por la reunión de sépalos, y a la corola, formada por el conjunto de pétalos.
En algunas flores, los sépalos y los pétalos poseen aceites aromáticos y colores
Partes de la flor.
llamativos para atraer a los animales, lo que permite que se lleve a cabo la
polinización.
Los otros dos tipos son de carácter fértil, dan origen al androceo y el gineceo.
1
Óvulo
Microsporangios
Estilo
Megasporocito (2n)
Meiosis Ovario
Microsporas Meiosis
2 Megasporas (n)
Mitosis Núcleos espermáticos
1. En las tecas de la antera, el microsporangio
(2n) se divide. Saco Antípodas
2. Se forman cuatro microsporas haploides (n). embrionario
3 3. Las microsporas maduran con una mitosis y
Núcleo se convierten en granos de polen. Dentro del Núcleo secundario Oosferas
vegetativo grano de polen hay un núcleo que formará el
tubo polínico y dos núcleos espermáticos. Sinérgidas
El androceo El gineceo
Es la estructura reproductora masculina cuya función principal Es el conjunto de órganos femeninos de la flor, formado por hojas
es la producción de polen. Está formada por estambres, a su vez modificadas denominadas carpelos, que se fusionan y forman
constituidos por un filamento largo, que en su extremo superior el pistilo que, a su vez, está integrado por el ovario, el estilo y el
presenta la antera, formada por dos tecas. Dentro de cada teca estigma. En el ovario están los óvulos. Dentro del óvulo está el
hay dos sacos polínicos o microsporangios que, por meiosis, megasporangio que, por meiosis, produce cuatro megasporas
generan cuatro microsporas. Estas se dividen por mitosis y, al ma- haploides. El núcleo de una sola se divide por mitosis tres veces se-
durar, producen los gametófitos masculinos o granos de polen. guidas, produciendo ocho núcleos. La división citoplasmática ori-
Estos llegan a las estructuras femeninas de la flor y allí germinan, gina seis células, cada una con un núcleo y una célula compuesta
así forman un tubo polínico que llega hasta el gametófito feme- por dos núcleos polares. La estructura formada por siete células y
nino. Dentro del grano de polen, están los núcleos vegetativo ocho núcleos es el megagametófito o saco embrionario. Una de
y germinativo. El primero interviene en la formación del tubo las células con un solo núcleo es la oosfera o gameto femenino,
polínico y el segundo, se divide en el interior del tubo polínico, ubicada junto a otras dos que reciben el nombre de sinérgidas.
para generar los gametos masculinos (núcleos espermáticos), Hay otras tres células que reciben el nombre de antípodas que se
que toman parte activa en la fecundación. desintegran apenas hay fecundación. Los dos núcleos que restan
se unen para originar un núcleo diploide o secundario.
50 ©
Componente Procesos biológicos
La polinización
El proceso de polinización consiste en la transferencia de los granos de polen Proceso de formación del fruto
desde la antera hasta el estigma de una misma flor o de una flor a otra.
Tubo
La polinización puede ser directa (autopolinización) si el grano de polen se polínico
transporta de un estambre hacia el estigma de la misma flor o de flores de Núcleos
la misma planta. La polinización es indirecta o cruzada cuando el grano polares
de polen es transportado de una flor a otra. Los granos de polen pueden ser
transportados por el viento, los insectos o las aves. Dependiendo de la forma
como sea transportado, el polen entre una flor y otra, la polinización puede
ser anemófila, entomófila y ornitófila.
Endospermo
Núcleo
Polinización anemófila vegetativo Núcleos
Tiene lugar cuando el agente que transporta el polen es el viento. Se presenta espermático
en flores poco vistosas, con estambres y estigmas largos.
Polinización entomófila
Tiene lugar cuando el agente que transporta el polen es un insecto. Las plan-
tas con este tipo de polinización tienen flores vistosas, de olores fragantes y
colores llamativos. Los insectos atraídos por las flores, entran en estas y tocan Endospermo Embrión
sus estambres, así quedan impregnados de granos de polen. Al visitar otra
flor, los granos de polen pegados a su cuerpo se depositan en su estigma.
Polinización ornitófila
Es realizada por aves. Las plantas con este tipo de polinización, tienen flores Embrión
con colores vistosos, abundante néctar y corolas tubulares, de tipo largo y
angosto. Las aves visitan estas flores y el polen queda adherido a su cuerpo.
De esta manera, el polen es transportado al estigma de otras flores.
© 51
Competencias científicas
C
O
M
P
E
T
E B
N
C
I 2 Ordena de 1 a 6 las imágenes en la secuencia
correcta.
A
S
52 ©
Identificar • Indagar • Explicar • Comunicar • Trabajar en equipo
PROPONGO
© 53
Entorno vivo
Ampliación
4. Reproducción en animales multimedia
Los animales varían en su complejidad estructural y funcional. Existen desde ani-
males relativamente simples, como las esponjas que presentan unas agrupaciones
celulares con diversas funciones, hasta los mamíferos que están organizados en sis-
temas. Dependiendo de ello y de las condiciones ambientales a las que se encuen-
tran adaptados, los animales pueden tener reproducción asexual o sexual, según
se produzca o no la unión de células especializadas llamadas células sexuales o
gametos. En organismos invertebrados es muy común la reproducción asexual, en
cambio, en los vertebrados predomina la reproducción sexual, si bien se conocen
algunas excepciones, como el reptil gecko o algunas especies de peces que, en algún
momento de su ciclo de vida, se reproducen asexualmente.
Fragmentación de un brazo.
La estrella regenera
su brazo.
Partenogénesis
En la partenogénesis las hembras son capaces de producir nuevos orga-
Abeja parental nismos sin necesidad de que sus óvulos se hayan fecundado. La partenogé-
nesis puede ser de dos formas: partenogénesis ameiótica y partenogénesis
meiótica:
Ameiótica, en la que no hay meiosis y el óvulo se forma por mitosis. Se
presenta en algunos platelmintos, rotíferos, crustáceos e insectos, entre
otros. En estos casos, los cromosomas de los progenitores pasan intactos a
la descendencia.
Meiótica, en la que los óvulos se forman por meiosis y pueden o no ser
activados por el macho. Por ejemplo, en algunas especies de peces la
hembra puede ser inseminada por un macho de la misma especie, o de
otra muy próxima, pero el esperma solo sirve para activar los óvulos y el
material genético masculino es rechazado antes de haber logrado entrar
en el óvulo. La condición diploide se puede restablecer por duplicación de
Abejas hijas generadas por partenogénesis meiótica. los cromosomas o por autogamia que es la unión de núcleos haploides.
Recurso
4.2 Reproducción sexual imprimible
La reproducción sexual consiste en la producción de nuevos individuos a partir
de la unión de células sexuales o gametos. Por medio de este proceso se combina
la información contenida en los genes de dos organismos y se genera mayor varia-
bilidad genética en la población, lo que permite a los organismos adaptarse a los
cambios ambientales.
Este tipo de reproducción implica inversión de tiempo y energía en la consecu-
ción de pareja, construcción de nidos o cuidado de las crías, pero también implica
mayor viabilidad de las mismas, es decir, la posibilidad de que estas lleguen a ser
Espermatogénesis
adultas y a reproducirse.
La reproducción sexual requiere dos procesos básicos: la formación de gametos o Célula
gametogénesis y la fecundación. germinal (2n)
4.2.1 Gametogénesis
El proceso de gametogénesis se refiere a la producción de gametos masculinos o
espermatozoides, por medio de un proceso conocido como espermatogénesis, y de 1. Multiplicación
gametos femeninos u óvulos, por medio de la ovogénesis. Los dos tipos de gametos (mitosis)
difieren en su forma, tamaño y estructura, sin embargo, el proceso que se da en el
núcleo es muy similar.
La gametogénesis ocurre por un proceso de meiosis que le dará a las células sexua- Espermatogonia
les su principal característica: poseer solo la mitad del número de cromosomas (n)
con respecto a las otras células del cuerpo llamadas células somáticas (2n).
4.2.1.1 Espermatogénesis
2. Crecimiento
Es el proceso por el que se generan los espermatozoides en los testículos de los
machos, lo cual ocurre cuando alcanzan su madurez sexual. La espermatogénesis
se puede dividir en cuatro etapas: multiplicación, crecimiento, maduración y dife-
renciación o espermiogénesis. Espermatocitos
primarios Meiosis I
1. Multiplicación (ver 1 en la imagen). Las células germinales (2n), que se en-
contraban inactivas en el embrión, inician su proceso de división celular deno-
Espermatocito
minado mitosis, originando células especiales llamadas espermatogonias. Esto secundario (n)
ocurre generalmente en las paredes de los túbulos seminíferos de los testículos.
2. Crecimiento (2). Las espermatogonias aumentan de tamaño y se convierten en
espermatocitos primarios.
3. Maduración (3). Los espermatocitos primarios inician su meiosis I, o primera 3. Maduración
división meiótica y originan dos espermatocitos secundarios que son haploides
(n). Estos entran en la meiosis II o segunda división meiótica sin un período de
interfase dando origen a cuatro espermátidas haploides (n).
Meiosis II
4. Diferenciación o espermiogénesis (4). Las espermátidas pierden gran parte del
citoplasma, el núcleo se condensa en una cabeza, se forma una porción interme-
dia en la que se ubican las mitocondrias en hélice y se desarrolla un flagelo para
4. Diferenciación
la locomoción; se forman así los espermatozoides maduros.
En todos los animales, el número de espermatozoides que se producen es mucho Espermátida
haploide (n)
mayor que la cantidad de óvulos.
Espermatozoide
© 55
4.2.1.2 Ovogénesis
Elefante hembra en gestación Es el proceso de formación de los gametos femeninos u óvulos, en los ovarios
de las hembras. Cada ovocito primario dará lugar solo a un gameto funcio-
nal. Las tres primeras etapas y la primera división meiótica hasta la etapa
de profase I, generalmente se presentan antes del nacimiento de la nueva
hembra, así como las siguientes se generan cuando la hembra ha alcanzado la
madurez durante la ovulación o poco antes de la fecundación.
La ovogénesis se puede dividir en tres etapas: multiplicación, crecimiento y
maduración.
1. Multiplicación (ver 1 en la imagen). Las células germinales del ovario o
ovogonias, que son diploides (2n), aumentan su número por mitosis.
2. Crecimiento (2). Las ovogonias dejan de dividirse y crecen almacenando
sustancias nutritivas y conforman los ovocitos primarios, que son diploi-
des (2n).
3. Maduración (3). Los ovocitos primarios entran en meiosis I y forman dos
células haploides: un ovocito secundario que conserva todo el citoplasma
del ovocito primario y un cuerpo polar que se atrofia y se adhiere a la su-
perficie del ovocito secundario para formar el primer cuerpo polar.
En la meiosis II, se forma una ovótide y otro cuerpo polar a partir del ovocito
Embrión femenino de elefante
secundario. El primer cuerpo polar da origen a dos nuevos cuerpos polares.
La ovótide, tras un cambio en la posición del núcleo, se transforma en ga-
meto femenino u óvulo (n). Los tres cuerpos polares se degeneran.
Ovogénesis
3. Maduración
Célula germinal
2. Crecimiento Meiosis I
u ovogonia
Meiosis II
Ovocito secundario
Cuerpos polares
Ovocitos primarios (2n) Cuerpo polar
1. Multiplicación (mitosis)
56 ©
Componente Procesos biológicos
Ampliación
4.2.2 Fecundación multimedia
La fecundación es la unión del gameto masculino, o espermatozoide, y el ga- Fecundación externa en peces
meto femenino, u óvulo, para constituir un cigoto diploide (2n), que podrá
dar origen a un individuo. Para que la fecundación ocurra, el espermatozoide Hembra
debe superar algunas barreras como las células que rodean al óvulo y las
proteínas de membrana. Luego, debe alcanzar la membrana del óvulo, para
fusionarla con su propia membrana. Cuando el espermatozoide ingresa al
óvulo, este se reactiva y continúa su división meiótica, a la vez que la mem-
brana impide la entrada de otros espermatozoides. Al finalizar la segunda Gametos femeninos
meiosis, los núcleos de los gametos se fusionan y dan origen al nuevo núcleo
del cigoto. Dependiendo del ambiente en el que habitan, los individuos pre- Macho
sentan algunas adaptaciones en su estructura y comportamiento que facili-
tan la reproducción y la viabilidad del nuevo individuo. Así, la fecundación
puede ser externa o interna. Gametos
La fecundación externa es la unión del espermatozoide y el óvulo fuera del masculinos
cuerpo de los progenitores y en la cual estos últimos liberan sus gametos en Fecundación
el agua y los espermatozoides son capaces de nadar hasta llegar a los óvulos.
Este proceso se conoce como desove. La fecundación externa es propia de
Embriones
algunos peces y anfibios. La fecundación interna es la unión de los gametos
en el interior del cuerpo de la hembra. Es propia de nematodos, mamíferos,
aves y algunos reptiles, entre otros. Para las especies terrestres, es necesa-
rio este tipo de fecundación, puesto que los espermatozoides requieren un
medio líquido para desplazarse hacia el huevo. Por lo general, la fecundación
interna se realiza por cópula, es decir, el macho deposita los espermatozoides
directamente en las estructuras reproductoras de la hembra.
© 57
Actividad
4.3 Reproducción en animales invertebrados
La gran mayoría de los animales invertebrados tienen reproducción sexual, aun-
que algunos grupos presentan también reproducción asexual. En la siguiente tabla
encontrarás una síntesis de las características del proceso reproductivo de los gru-
pos más representativos de animales invertebrados. La información corresponde al
grupo a nivel general, sin embargo, pueden existir excepciones.
Cnidarios Medusa
Asexual por gemación en las hidras y los (reproducción
corales y fisión longitudinal en las anémonas. sexual)
Dioicos o monoicos.
Huevo
Sexual con fecundación externa, en
condiciones ambientales adversas, como bajas (reproducción asexual)
temperaturas.
Alternante como los cnidarios que se Plánula
reproducen asexualmente (fase pólipo) nadadora
y luego, sexualmente (fase medusa). Pólipo Fase pólipo libre
Anémonas
Platelmintos Planarias adultas
Asexual por fisión transversal. Fecundación
interna y cruzada
Sexual con fecundación interna y cruzada,
es decir, el pene de un individuo se inserta
en el atrio genital del otro, de manera Cigoto
que hay paso directo de espermatozoides
de los órganos masculinos a los femeninos.
Son hermafroditas o monoicos.
No existe fase larvaria.
Planaria Desarrollo directo
58 ©
Componente Procesos biológicos
Moluscos
Sexual con fecundación externa. Solo Segmentación
algunos tienen fecundación interna espiral del huevo
o externa.
Huevos
Diocos o monoicos con fecundación
mutua y cruzada. Individuos depositando
Tienen comportamiento de cortejo. masa gelatinosa de huevos Gástrula
Tienen fase larvaria de vida libre.
Larva Larva
Juvenil
Babosa de mar
Equinodermos
Asexual por fragmentación. Hembra
Sexual generalmente con fecundación
Macho Fertilización
externa.
Dioicos con gónadas grandes. de los huevos
Tienen fase larvaria con larvas Estado de
generalmente microscópicas y ciliadas. Estrella dos células
No hay dimorfismo sexual. joven
Producen muchos huevos. Blástula
Algunas especies son vivíparas. Larva
Gástrula
braquiolaria
Larva bipinnaria
Estrella de mar
Artrópodos
Sexual con fecundación interna. Son
dioicos y ovíparos. Al salir del huevo el Macho
Huevo Larva
individuo presenta cambios morfológicos,
pasando por diferentes estadios, antes
Hembra
de llegar a la adultez. Este proceso se Larva
llama metamorfosis, que es completa
cuando el individuo pasa por los estadios
Escarabajos
de huevo, larva, pupa y adulto; y es
adultos
incompleta, si el individuo pasa por los
estadios de huevo, ninfa y adulto; los dos
últimos con características muy similares. Pupa
Algunos presentan cuidado parental. Escarabajo rinoceronte: Dynastes hercules
© 59
4.4 Reproducción en vertebrados
A Los animales vertebrados, por lo general, se reproducen sexualmente. La mayoría
de organismos son dioicos, es decir sus sexos son separados, presentan dimorfismo
sexual, cuidado parental en distintos grados y épocas de cría.
En algunos vertebrados acuáticos y en los anfibios, los machos liberan los esperma-
tozoides por el mismo conducto que expulsan los desechos y la fecundación es ex-
terna. En animales como reptiles, aves y mamíferos, la fecundación es interna, para
lo cual desarrollaron órganos especializados. Los dos primeros grupos, así como los
B mamíferos monotremas y marsupiales, presentan un conducto que desemboca en
una cloaca, una cavidad en la que terminan los conductos genitales y excretores.
En los mamíferos placentarios, las funciones de excreción y reproducción se reali-
zan en estructuras independientes. Los machos presentan una estructura tubular
llamada pene, que garantiza el depósito de los espermatozoides dentro de la hem-
bra, en una cavidad especial denominada vagina.
60 ©
Componente Procesos biológicos
© 61
Competencias científicas
A
efectúa (muchos/ espermatozoides
pocos) (alta/baja) Embrión*
S Interna
Hijo
Externa
B D
Progenitor Progenitor Progenitor Progenitor
3 Escribe si los siguientes organismos presen-
tan reproducción sexual o asexual y si son
Cigoto Embrión
monoicos o dioicos.
Embrión* Hijo
A C
Hijo Progenitor
62 ©
Identificar • Indagar • Explicar • Comunicar • Trabajar en equipo
Responde:
12 ¿Qué significa que las tenias son hermafrodi- 20 ¿Crees que las políticas de protección que
tas? consultaste son suficientes para conservar
los arrecifes de coral?, ¿crees que se cum-
13 ¿Por qué crees que las tenias realizan autofe- plen?
cundación?
21 Si te invitaran a participar en una convoca-
14 ¿Qué inconvenientes tiene la autofecunda- toria del Ministerio de Ambiente y Desarro-
ción frente a la fecundación cruzada? llo Sostenible de Colombia para proyectos
que tengan como objetivo la protección de
15 El hermafroditismo es bastante frecuente en los arrecifes de coral del país, ¿cuál sería tu
los vegetales. ¿Cuál crees que puede ser la propuesta?
causa de ello?
© 63
Entorno vivo
Ampliación
5.Reproducción humana multimedia
Organización del sistema Como en todos los seres vivos, la reproducción en los humanos es un proceso
reproductor masculino que permite la continuidad de la especie por medio de la producción de in-
dividuos, que transmiten los caracteres hereditarios de una generación a otra.
Cuerpo Raíz
cavernoso
Nuestra forma de reproducirnos es muy similar a la de los demás mamíferos,
sin embargo, el proceso presenta unas particularidades morfológicas, fisioló-
Uretra gicas y comportamentales que estudiaremos a continuación. La reproducción
en los humanos es sexual y parte de la relación de dos individuos de sexo
diferente: femenino y masculino; cada uno con órganos especializados que
constituyen el sistema reproductor.
Cuerpo
esponjoso
5.1 Sistema reproductor masculino Actividad
Glande Este sistema se encarga de producir espermatozoides o células sexuales
masculinas y de facilitar el encuentro con los óvulos o células sexuales fe-
Meato urinario
meninas, para que se lleve a cabo la fecundación. Está constituido por los
externo
órganos genitales externos y los órganos genitales internos.
64 Acción de pensamiento: explico la anatomía y la fisiología del sistema reproductor masculino y femenino.
Componente Procesos biológicos
© 65
Espermatogénesis El epidídimo. Es un tubo alargado y estrecho, de aproximadamente 6 m de
longitud, que se ubica en la parte posterior de cada testículo. La superficie
está cubierta de microvellosidades, los estereocilios, que aumentan el área
de superficie para la reabsorción de los espermatozoides. Allí permanecen
los espermatozoides durante 10 a 14 días y luego son impulsados, mediante
contracciones peristálticas, hacia el conducto deferente. El epidídimo
puede almacenar espermatozoides durante un mes o más.
5.1.3 Espermatogénesis
Enlace web
66 ©
Componente Procesos biológicos
© 67
5.3 Sistema reproductor femenino Actividad
Organización del sistema Se encarga de la producción y la maduración de óvulos y de hormonas sexua-
reproductor femenino
les femeninas, del transporte de los óvulos fecundados y del cuidado del em-
brión, y posteriormente, del feto durante el embarazo. Está conformado por
los órganos genitales externos y los órganos genitales internos.
Clítoris
Labios
5.3.1 Órganos genitales externos
mayores Actividad
Labios
menores Son aquellos que se observan externamente, se conocen con el nombre de
Meato vulva y están ubicados en la base de la cavidad pélvica. Están compuestos
urinario principalmente por tejido eréctil con abundantes terminaciones nerviosas.
Su función es proteger los genitales internos del daño físico y de agentes in-
Orificio
vaginal fecciosos. La vulva está conformada por: los labios mayores, los labios menores,
Ano el clítoris, el meato urinario y el orificio vaginal.
Los labios son unos pliegues de piel, que protegen la entrada de la vagina.
Los labios menores son los pliegues más internos, son delicados y carecen de
Órganos genitales externos femeninos. vello. Los labios mayores tienen mayor tamaño, poseen vellos y recubren a
los labios internos. En la parte superior de los labios menores se encuentra
el clítoris, una pequeña estructura, altamente sensible y que, junto con los
labios menores, juega un papel importante en la actividad sexual. Los labios
Órganos genitales femeninos internos. menores protegen el meato urinario u orificio de la uretra y el orificio vagi-
(A) Vista lateral. (B) Vista frontal. nal, que puede o no estar cubierto por una membrana llamada himen.
A
5.3.2 Órganos genitales internos
Actividad
Trompa de Ovario
Falopio Útero Cérvix
Son los que se encuentran al interior de la cavidad pélvica e incluyen los
Vejiga
siguientes:
Ovarios. Son dos glándulas en forma de almendra, ubicados a ambos lados
Sínfisis Recto del útero y debajo de la apertura de las trompas de Falopio. Su función es
del pubis
producir y madurar óvulos y secretar hormonas como la progesterona y el
estrógeno.
Meato urinario
externo
Labio menor Trompas de Falopio u oviductos. Son dos conductos de 10 cm de longitud
Uretra
aproximadamente, que se extienden desde el útero hasta los ovarios. En su
parte terminal, presentan un ensanchamiento, con unas prolongaciones
B llamadas fimbrias, que reciben el óvulo al salir del ovario y lo introducen en
Trompa la trompa.
de Falopio
Ovocito Cuerpo lúteo Útero o matriz. Es un órgano muscular en forma de pera, donde se desarro-
Ovario lla el feto durante el embarazo. Su interior está tapizado por una membrana
Endometrio mucosa llamada endometrio y debajo de esta, hay una capa de músculo, que
permite la salida del feto durante el parto. El útero está unido a las trompas
de Falopio, por el extremo superior, mientras que por el extremo inferior,
forma el cuello del útero o cérvix, por medio del cual se comunica con la
Apertura vagina.
Orificio interno
abdominal del canal del cérvix
de la trompa Vagina. Es un conducto tubular, musculoso y elástico, con una longitud
de Falopio entre siete y nueve centímetros de longitud. Se ubica delante del recto y de-
Orificio externo trás de la uretra y de la vejiga urinaria. Conecta el útero con la vulva, donde
Cavidad del cérvix
del útero forma el orificio vaginal. La vagina, permite el paso del flujo menstrual,
recibe el semen y es el canal del parto por donde sale el feto.
Cérvix Vagina
68 ©
Componente Procesos biológicos
Ampliación
5.3.3 Ovogénesis multimedia
La producción y la maduración de células sexuales u óvulos en la mujer ocu- El proceso de la ovogénesis
rren de manera similar a como suceden en otras hembras (ver página 38). La
ovogénesis ocurre en el ovario. Se inicia cuando el feto femenino alcanza los
cinco meses de gestación; las células germinales se multiplican por mitosis
antes del nacimiento de la niña para generar ovogonias. Estas incorporan
sustancias de reserva y aumentan su tamaño para convertirse en ovocitos
primarios que se alojan en cavidades llamadas folículos de Graaf, y entran en
meiosis I, pero esta fase no se completa hasta después de la pubertad.
En la etapa de la pubertad, se da inicio al ciclo menstrual, durante el cual los
folículos crecen rápidamente. El ovocito primario alojado allí, por meiosis, Inicio de la ovogénesis
da lugar al ovocito secundario y a una pequeña célula llamada corpúsculo
Ovogonias
polar que termina por desaparecer. El ovocito secundario realiza una segunda
división meiótica que se detiene en la metafase II y solo se completa la meio- Ovocitos primarios
sis en los ovocitos que son fecundados. En este caso el ovocito secundario se La ovogénesis se inicia cuando el feto
divide en dos células haploides: una grande, el óvulo y otra pequeña que es femenino tiene cinco meses de gestación.
el segundo cuerpo polar, que también se desintegra. La ovogénesis da como
resultado una única célula, que contiene todo lo necesario para desarrollar
un embrión. Ampliación
Etapas de desarrollo del óvulo y del folículo multimedia
6. Después de que el ovocito es liberado, las células foliculares remanentes en el ovario forman
una nueva estructura llamada cuerpo lúteo. Este produce altos niveles de progesterona y
estrógenos, necesarios para mantener el embarazo en las primeras semanas de gestación.
1. Los folículos primor- 2. El ovocito crece y es rodeado por un com- 3. El crecimiento continúa, debido a la prolifera-
diales son inmaduros. puesto translúcido de glicoproteínas llamado ción de las células foliculares y al incremento del
Están formados por el zona pelúcida. Las células foliculares se multi- tamaño del ovocito, hasta convertirse en folículo
ovocito y una capa de plican y adoptan una forma cúbica, formando secundario o folículo antral. Comienza a for-
células foliculares. los denominados folículos primarios. marse una cavidad denominada antro.
© 69
5.3.3.1 El gameto femenino u óvulo
A Los óvulos son de mayor tamaño que los espermatozoides y al igual que estos
D B contienen 23 cromosomas. Son células inmóviles y solo se desplazan dentro de las
trompas de Falopio por la acción de cilios que se encuentran en ellas. Contienen
gran cantidad de sustancias nutritivas en su citoplasma, las cuales servirán para el
desarrollo inicial del nuevo ser. Al nacer, cada mujer tiene determinada cantidad
de óvulos; dicha cantidad es mayor antes del nacimiento y va disminuyendo a me-
dida que crece, ya que muchos óvulos se atrofian y no todos maduran.
Recurso
C 5.3.4 Glándulas anexas imprimible
El sistema reproductor femenino cuenta con tres clases de glándulas: parauretrales
o glándulas Snake, vestibulares y mamarias.
En el ovocito secundario que
es liberado durante la ovulación Las glándulas parauretrales o glándulas Snake se encuentran a ambos lados del
es posible diferenciar la corona meato urinario. Su función es secretar moco.
radiada (A), la zona pelúcida (B),
la membrana vitelina (C) Las glándulas vestibulares o glándulas Bartholin, se localizan a los lados del orifi-
y el núcleo (D). cio vaginal. Su función es producir moco durante la excitación sexual y el coito, el
cual se une al moco cervical para brindar lubricación.
Estructura interna Las mamas son glándulas sudoríparas modificadas que producen leche. Las glán-
de glándula mamaria dulas mamarias están conformadas por aproximadamente 20 lóbulos, rodeados
Alvéolos de tejido adiposo. Este último determinará el tamaño del seno. En cada lóbulo
Ligamento
de Cooper
existen varios lobulillos, que a su vez están conformados por glándulas secretoras
de leche llamadas alvéolos. Cada glándula mamaria presenta una proyección pig-
mentada llamada pezón, que contiene un conjunto de orificios muy cercanos, los
Areola cuales se conectan con los conductos galactóforos y secretan leche. Alrededor del
pezón se encuentra un área de piel pigmentada llamada areola. La leche se acu-
mula en los senos lactíferos y es llevada al pezón por varios conductos. La produc-
ción de leche se estimula por la acción de las hormonas prolactina, progesterona y
estrógenos, y la salida de esta se debe a la oxitocina que es estimulada por el bebé al
succionar el pezón.
Los ligamentos de Cooper son franjas de tejido conectivo que brindan sostén
a las glándulas mamarias. Estos ligamentos se vuelven más laxos con el enveje-
cimiento o los esfuerzos excesivos, como ocurre con la práctica prolongada de
ejercicios de alto impacto. Para prevenir este fenómeno, se debe usar un sostén
Conductos Pezón
especialmente diseñado para este tipo de prácticas.
galactóforos
Senos
lactíferos 5.3.5 Madurez sexual Actividad
Cavidad
interna o Al igual que en los hombres, la madurez sexual de las mujeres se inicia en la pu-
lumen Vasos bertad, entre los 10 y 14 años, cuando se producen cambios físicos y sicológicos
sanguíneos que caracterizan el paso hacia la adolescencia y, posteriormente, a la etapa adulta.
Lactocitos El desarrollo de los caracteres sexuales secundarios incluye la aparición del vello
o células púbico y axilar, el desarrollo de los senos y la primera menstruación.
secretoras
La formación de los folículos ováricos empieza desde antes del nacimiento, pero
se detiene hasta cuando la niña alcanza la pubertad. Entonces, desde la primera
menstruación o menarca, y cada 28 días aproximadamente, un folículo ovárico
Conducto
alcanza su madurez. Debido a que las mujeres producen un número limitado de
galactóforo
óvulos, su maduración llega a su fin en la última menstruación o menopausia, con
Detalle de un alvéolo lo cual se finaliza la etapa reproductiva femenina.
70 ©
Componente Procesos biológicos
Ampliación
5.3.6 Ciclo menstrual multimedia Actividad
Fase folicular u ovárica: hace referencia a los cambios que tienen lugar en el ovario, específicamente a nivel de los folículos.
De acuerdo con estos es posible dividir la fase ovárica en tres etapas:
Etapa preovulatoria Etapa ovulatoria Etapa postovulatoria
Los folículos empiezan Durante la fase folicular, suben gradualmente los niveles de HL Los niveles de progesterona aumentan con-
a crecer y se inicia la y HFE y aumenta progresivamente los niveles de estradiol, que siderablemente después de la ovulación y al-
secreción de las hor- marcan el inicio del período fértil del ciclo. Tres días antes de la canzan una cúspide, al igual que los niveles de
monas HL y HFE. ovulación, los niveles de estradiol aumentan rápidamente y, estradiol. Al final de esta fase, ambas hormonas
por ello, hay un incremento brusco de HL. El máximo aumento descienden sus niveles y se produce la mens-
de esta hormona tendrá lugar 10 a 14 horas antes de que se truación. Se produce la transformación de las
produzca la ovulación. Paralelamente, uno de los folículos envolturas del folículo roto en el cuerpo amari-
crece más rápido, se hincha y luego se rompe para liberar el llo o cuerpo lúteo, que se degenera cuando no
óvulo, en tanto que los otros se degeneran. Esto ocurre aproxi- hay fecundación. Al finalizar esta última etapa,
madamente el día 14 después de iniciado el ciclo. se inicia un nuevo ciclo.
Fase uterina: depende de la ovárica. Se inicia cuando las hormonas sexuales que producen los folículos transforman el endometrio
del útero, buscando favorecer la implantación del óvulo, si llega a ser fecundado. El endometrio, que es la mucosa que recubre el interior del
útero, está formado por células glandulares, que sufren cambios a medida que pasan por las siguientes etapas:
Etapa proliferativa Etapa secretora Etapa menstrual
El espesor del endo- Posterior a la ovulación, la progesterona que En caso de que no se fecunde el óvulo, el cuerpo lúteo se
metrio aumenta, de- secreta el cuerpo lúteo, provoca que las células degenera y se reduce el nivel de progesterona, los vasos
bido a que las células glandulares del endometrio secreten diferentes sanguíneos endometriales interrumpen el flujo sanguíneo y
glandulares se han sustancias nutritivas, que alimentarán al óvulo, gran parte del tejido muere. Este tejido, junto con la sangre y
multiplicado por ac- en caso de ser fecundado. El riego sanguíneo se exudados cerosos, se desprende de la cavidad uterina y causa
ción del estrógeno. hace mayor, lo que contribuye a que el endome- la hemorragia menstrual durante los cinco primeros días
trio se hinche y su espesor se duplique. del ciclo, en forma gradual, a través del canal vaginal.
© 71
Competencias científicas
C
O Progesterona
M
Niveles hormonales
2 Explica, en tu cuaderno, dónde se producen
P estas células.
E 3 Responde, ¿qué dotación cromosómica pre-
C
S Ovogénesis Espermatogénesis
Diferencias 9 Escribe debajo de cada imagen, el nombre
Semejanzas del proceso que representa.
72 ©
Identificar • Indagar • Explicar • Comunicar • Trabajar en equipo
17 ¿Qué consecuencia crees que podría ocasio- 20 ¿Se puede considerar que alguno de los indi-
nar esta anomalía en una mujer a corto, me- viduos estudiados tiene un volumen normal
diano y largo plazo si no se toman medidas de eyaculación?
para contrarrestarla?
21 De acuerdo con los porcentajes de morfolo-
18 Lee la siguiente información y analiza la tabla gía de los espermatozoides de los individuos
que aparece a continuación. estudiados, ¿se puede considerar que alguno
de ellos se encuentra dentro de los paráme-
El espermiograma es un examen que permite
tros de normalidad? Explica tu respuesta.
determinar si hay o no hay infertilidad al contras
tar los resultados con los criterios de normalidad
22 Elabora un gráfico que compare el movi-
según la Organización Mundial de la Salud (OMS)
miento de los espermatozoides en los tres
en 1999. Se considera que en un hombre sano el
individuos sometidos al examen.
volumen de eyaculación es aproximadamente
de 3 a 5 mL de semen, con un pH mayor a 7,2, que ARGUMENTO
contiene de 50 a 150 millones de espermatozoi
des por mL, con una concentración espermática
de 20 3 106 a 200 3 106 espermatozoides por 23 Sustenta o refuta la siguiente afirmación uti-
mL, de los cuales, alrededor del 50% presentan lizando dos razones o argumentos.
movimiento lineal, más del 14% presentan mor De acuerdo con los resultados obtenidos en los
fología normal y más del 50% permanecen vivos espermiogramas analizados y con los criterios de
luego de una hora de ser eyaculados. normalidad de la OMS, es claro que los individuos
La siguiente tabla muestra el resultado del esper A y C presentan problemas de infertilidad, a dife
miograma aplicado a tres individuos. rencia del individuo B que puede considerarse
fértil.
Individuos
Características Medición Desarrollo compromisos personales y sociales
A B C
Cantidad de PROPONGO
espermatozoides 10 307 1
Abundancia en millones/mL
Volumen (mL) 0,9 6,5 1,4
24 Consulta información sobre los caracteres
sexuales secundarios que se desarrollan
Movimiento Avance rápido (%) 1 39 0 en los niños y las niñas cuando entran en la
(después de Sin ningún tipo etapa de pubertad y adolescencia.
3 horas) 62 42 77
de movimiento Con base en ello, elabora un plegable en el
Espermatozoides vivos cual expliques los principales cambios que
Vitalidad 47 67 92
luego de una hora (%) ocurren al llegar a esta etapa de la vida, tanto
Características en su cuerpo como en sus gustos e intereses.
pH 7,0 5,9 7,1
químicas Destaca la importancia de cuidar, proteger y
Normales (%) 10 4 8 respetar nuestros órganos sexuales e invita a
Defecto de cabeza (%) 66 57 66 los lectores a practicar hábitos encaminados
Morfología a lograr este objetivo.
Amorfos en pieza
12 8 15 Fotocopia tu plegable para compartirlo al
intermedia (%)
menos con 10 de tus amigos.
© 73
Entorno vivo
El desarrollo hace referencia a las etapas que atraviesan los organismos pluricelu-
lares desde la formación de los gametos, pasando por la fecundación, la etapa em-
brionaria y fetal, hasta llegar a la adultez. El desarrollo involucra la diferenciación
celular, que consiste en que las células adquieren diferentes formas y funciones, y
la morfogénesis, que es la adopción de la forma adulta del organismo. El desarro-
llo es un proceso que está regulado por la información contenida en el ADN. El
estudio del desarrollo en los seres humanos, para este caso, iniciará en el momento
de la relación sexual y pasará por los procesos de fecundación, la gestación o el emba-
razo, el momento del nacimiento o el alumbramiento y la etapa posnatal.
Corona
radiada
Zona pelúcida Ingreso del espermatozoide en el ovocito secunda-
rio y activación del núcleo: en el momento en que
Contacto y reconocimiento de los espermatozoides alcanzan el ovocito secundario,
los gametos: el ovocito secun- cada uno de ellos libera una enzima llamada hialuro- Fusión del material genético o
dario sale del ovario, rodeado de nidasa que disuelve la corona radiada. Esto les permite cariogamia: el núcleo espermá-
una cubierta de células folicu- llegar a la zona pelúcida y adherirse a ella. Gracias a tico, que recibe ahora el nombre
lares que constituyen la corona las enzimas que se liberan desde el acrosoma, un solo de pronúcleo masculino, se des-
radiada, y en el interior del ovo- espermatozoide, de los miles que llegan, consigue plaza hacia el pronúcleo feme-
cito, está la zona pelúcida. Aquí atravesar la membrana pelúcida, y poner en contacto nino, que también se mueve a su
los ovocitos generan unas sus- las membranas de ambos gametos fusionándolas. La encuentro, desde la zona donde
tancias receptoras para atraer y fusión de los gametos inicia la activación del óvulo, ha ocurrido la segunda división
reconocer a los espermatozoides que completa la meiosis. Los gránulos corticales del meiótica, y así se produce la ca-
de su propia especie. Los esper- ovocito secundario provocan un cambio en su super- riogamia. El material genético de
matozoides entran en contacto ficie formando la membrana de fecundación que im- ambos pronúcleos queda ence-
con la corona radiada y, poste- pide la entrada de nuevos espermatozoides. El núcleo, rrado por una membrana común
riormente, con la membrana pe- un centriolo y, en ocasiones, algunas mitocondrias del y se forma el sincarion, que da
lúcida del ovocito. espermatozoide penetran en el citoplasma del óvulo. origen a un cigoto diploide.
Recurso Galería de
6.3 La gestación o el embarazo imprimible imágenes
Fertilización y clivaje
embrionario
Día 1 B
Trompa de Falopio
Día 3
D
Llegada de la La mórula
mórula al útero
Óvulo A
Día 4
Ovario
Día 5
Comienzo del período Ovocito fertilizado
de implantación
© 75
Ampliación
multimedia Actividad
Implantación del embrión Período embrionario (semanas 3 a 8)
El embrión es un término que se utiliza para identificar al grupo de células
que se forman durante las primeras etapas del desarrollo del organismo, pero
que aún no han adquirido la forma básica del adulto. El período embrionario
comprende desde la formación del blastocisto hasta la formación del feto a
los tres meses de gestación dentro del útero de la madre. Se pueden distinguir
las siguientes etapas: implantación, gastrulación y organogénesis.
Implantación
Gástrula
La implantación es el proceso por el cual el embrión se adhiere al endometrio
y comienza el intercambio de sustancias nutritivas con la sangre de la madre.
Para que esto ocurra, algunas células superficiales del blastocisto se unen al
endometrio y dan origen a los anexos embrionarios y la placenta.
Los anexos embrionarios que son estructuras de protección, nutrición y
excreción. Están formados por cuatro membranas:
Saco vitelino, que es responsable de la formación de los primeros elemen-
Capas embrionarias
tos sanguíneos.
Alantoides, que es responsable de la nutrición del embrión. Junto con el
saco vitelino, formarán el cordón umbilical.
Saco vitelino
Corión, que es una envoltura externa que recubre el embrión y colabora en
Corión
la formación de la placenta.
Amnios
Amnios, que es un saco membranoso que envuelve y protege al embrión.
Alantoides
Está lleno de un fluido salino llamado líquido amniótico el cual ofrecerá al
feto soporte hidráulico frente a golpes y permitirá su movimiento.
Disposición del feto en el interior
del saco amniótico
La placenta, que es un órgano que se deriva del cordón umbilical y del en-
dometrio uterino y se caracteriza por la presencia de abundantes vasos san-
Arteria endometrial Vena endometrial
guíneos. Este órgano cumple dos funciones importantes: la producción de
hormonas (estrógeno, progesterona y la gonadotropina coriónica humana
—GCH—, que permite la continuidad del embarazo.) y el intercambio
selectivo de materiales entre la madre y el feto.
Gastrulación
Placenta
Es una etapa que se caracteriza por una acelerada división celular, migracio-
nes y reordenamientos celulares que darán origen a la formación de las tres
capas germinales o tejidos primarios: el ectodermo, o la capa más externa de
células, el mesodermo, o la capa media de células, y el endodermo, o la capa
más interna de células. Esta última capa, dará origen al celoma o cavidad
Vellosidades interna, que separa la pared corporal de los órganos internos.
coriónicas Recurso
Organogénesis o diferenciación celular imprimible
Arterias A partir de las capas germinales se formarán los órganos que constituyen
umbilicales
todos los sistemas del cuerpo humano:
Vena Del ectodermo, se forman la piel, el pelo, las uñas, el sistema nervioso y los
umbilical órganos de los sentidos.
Cordón Del mesodermo, se forman el esqueleto, los músculos, la sangre, los vasos
umbilical sanguíneos, los riñones y los uréteres, el sistema reproductor y el sistema
linfático.
Placenta Del endodermo, se forman el tubo digestivo y las glándulas anexas (hígado y
Saco amniótico páncreas), los epitelios de la tráquea, los bronquios y los pulmones.
76 ©
Componente Procesos biológicos
Ampliación
El período fetal (semanas 9 a 38) multimedia
Al finalizar la semana 8, se han formado casi todos los órganos principales. Apa-
recen las gónadas (glándulas sexuales: ovarios o testículos) que secretan las hor-
monas sexuales (estrógeno y testosterona, respectivamente), las cuales afectarán
el desarrollo de los órganos embrionarios, no solamente los reproductores sino
también algunas áreas del cerebro. A esta altura del proceso, el embrión ya adopta
una apariencia humana y recibe el nombre de feto. A continuación, se resumen los
eventos más importantes de los procesos embrionario y fetal.
Semanas 3 a 8 Semanas 9 a 11 Semanas 12 a 16
Masa: 0 g Tamaño: 1,4 -2 cm Masa: 8 g Tamaño: 4,4 - 6 cm Masa: 80 g Tamaño: 10,8 - 11,6 cm
Tiene lugar la gastrulación. Se estructura el Se inicia la producción de glóbulos rojos. Se El cuello se observa bien delineado. Se han
notocordio (esbozo de la columna vertebral) y separan los dedos de los pies. Se acaban de formado todos los órganos vitales (incluidos los
el principio del tubo neural (precursor del encé- desarrollar los párpados y sus orejas se han genitales). Hay movilidad en brazos y piernas.
falo y la médula espinal). El corazón comienza a formado totalmente. Se forman los dientes. Se detectan los latidos
latir. Se forman los brotes de los brazos, la cola y El encéfalo continua creciendo, se empiezan a cardíacos por medios electrónicos.
las hendiduras branquiales (rasgos del pasado diferenciar las partes del cerebro y se inicia el Se detectan movimientos del feto al chupar
evolutivo). Se forman los ojos y los brotes de las desarrollo de los órganos sexuales externos. Si y deglutir. El hígado y el páncreas empiezan
piernas. El encéfalo crece. Se forman los pabe- es un niño, sus testículos empiezan a producir la a funcionar. Ocurre un crecimiento corporal
llones auriculares y los dedos con membranas. hormona testosterona, sus riñones, la produc- acelerado y la madre siente los movimientos
Los huesos comienzan a endurecerse y se for- ción de orina. Las manos se pueden cerrar en del feto.
man todos los órganos principales. forma de puños.
Masa: 260 g Talla: 14 - 16 cm Masa: 540 g Tamaño: 21 cm Masa: 1.360 g Tamaño: 27 cm Masa: 2.750 g Tamaño: 47 cm
El feto se chupa el dedo y escucha El cerebro continúa madurando. El cerebro continúa madurando. Los ojos se abren y se cierran
los sonidos del exterior. Los brazos El sentido del oído se desarrolla. Los párpados se abren y se cierran. según los períodos de sueño y
y las piernas se mueven constan- Se evidencian movimientos ocu- El feto puede percibir la luz, da vigilia. Se incrementa la grasa cor-
temente. Se empiezan a desarro- lares. Aparecen las primeras mani- patadas y logra estirarse. poral. Los pulmones y otros órga-
llar los órganos de los sentidos. festaciones de hipo. El feto puede Ocurren movimientos respirato- nos funcionan.
Se forman las uñas y se deposita hacer gestos faciales como sonreír rios del diafragma pero los pul- El feto presenta el reflejo de pren-
grasa bajo la piel. Aparecen las y fruncir el ceño. mones todavía no han madurado. sión en sus manos y se orienta
cejas y las pestañas. Al finalizar el Se desarrolla el pelo en la cabeza. Se han formado los huesos, pero hacia la luz. El feto está preparado
período, el feto ha ganado peso Surgen las huellas dactilares y del aún son flexibles debido a su alto para el parto.
(600 g aproximadamente). pie. porcentaje de colágeno.
© 77
6.3.1 Los cuidados prenatales
Los cuidados prenatales son todas aquellas acciones encaminadas a ga-
rantizar el cuidado y la protección del nuevo ser durante el embarazo. Estos
incluyen, entre otros, el monitoreo de la salud de la madre y del feto.
Apenas la mujer crea estar embarazada, es muy importante que asuma las nuevas
responsabilidades y compromisos que este estado demanda en beneficio propio
y del nuevo ser en formación. El embarazo es un proceso que compromete gran
parte de los recursos nutricionales y energéticos del cuerpo de la madre para el
crecimiento y el desarrollo del nuevo individuo.
78 ©
Componente Procesos biológicos
Recurso
6.4 El nacimiento imprimible
Se denomina nacimiento al momento en el que el feto sale del vientre de la madre.
Para que este ocurra, es necesaria una compleja interacción de eventos entre los
cuales se destacan el estiramiento del útero causado por el crecimiento del feto y la
acción de las hormonas fetales y maternas, lo que finalmente inicia el parto.
El parto comprende una serie de contracciones fuertes de las paredes del útero que
dan como resultado el alumbramiento, es decir, la expulsión del feto del útero, a
través de la vagina, hacia el exterior del cuerpo de la madre.
Al cumplir las 38 semanas de gestación, aproximadamente, el feto se encuentra lo
suficientemente desarrollado como para salir al exterior y ha adoptado una posi-
ción en la cual su cabeza descansa sobre el cérvix, el cual se ha debilitado tornán-
dose más suave y flexible. Estos cambios estructurales le permitirán al feto estirarse
lo suficiente como para salir del útero materno. El nacimiento también se conoce
con el nombre de trabajo de parto, y puede dividirse en tres etapas: dilatación,
expulsión del feto y expulsión de la placenta.
Dilatación Expulsión del feto Expulsión de la placenta
Se presentan varios cambios hormonales, El feto, que ha estado ubicado con la Luego de la salida del feto, las fuertes
como la reducción de la progesterona, lo cabeza hacia abajo, hace presión sobre contracciones del útero desprenden y
cual contribuye a que se inicie al parto. el cuello uterino (cérvix), el cual se dilata expulsan la placenta, y así mismo ayudan
Este comienza con las contracciones hasta llegar a los 10 cm. Como resultado a detener la hemorragia en el lugar donde
involuntarias del útero que pueden tener de esta presión, se rompe el amnios y se la placenta se conectaba a la pared del
una duración de 12 horas. La cabeza del produce la salida del líquido amniótico. útero. Con la expulsión de la placenta,
feto generalmente se encuentra orientada El parto finaliza con contracciones fuertes se generan en la madre otros cambios
hacia abajo, con la cara mirando hacia uno del útero y de los músculos abdominales hormonales que estimulan a las glándulas
de los costados. El cérvix se empieza a que expulsan el feto. mamarias para que produzcan leche.
adelgazar y a dilatar.
© 79
6.5 La etapa posnatal o del recién nacido
Es la etapa comprendida entre el momento del nacimiento y el primer mes de
vida. Reviste una enorme importancia debido a que tanto las madres como los
recién nacidos son muy vulnerables durante este período, especialmente, durante
las primeras 24 horas posteriores al nacimiento.
Los cuidados posnatales
La Organización Mundial de la Salud sugiere que la atención posnatal para todos
los recién nacidos debe incluir lactancia materna exclusiva e inmediata, abrigo del
bebé, atención higiénica del cordón umbilical e identificación oportuna de los
signos de peligro con remisión y tratamiento. Es previsible que en esta etapa se
presenten algunas complicaciones, puesto que el bebé pasa de un medio cálido y
húmedo, donde está protegido, a una ambiente que le es totalmente extraño.
Ampliación
La alimentación del recién nacido multimedia
El nacimiento implica para el recién nacido la interrupción del suministro directo
La leche materna es el alimento
de nutrientes por parte de la madre y la culminación de los cuidados especiales
perfecto para el niño. Es aconsejable
suministrársela durante los
dentro del vientre materno, por lo cual entrará en un largo período de dependen-
primeros seis meses de vida en cia y aprendizaje, tal como ocurre en todos los primates. En esta etapa, el recién
forma exclusiva y hasta los dos nacido es muy vulnerable y requiere de un suministro continuo de leche o sus
años en forma complementaria. Si equivalentes nutricionales en caso de ser necesario. La lactancia, o la producción
todos los niños fueran alimentados de leche materna, ocurre en las glándulas mamarias de la madre. El desarrollo de
únicamente con leche materna estas glándulas es regulado desde las primeras semanas de embarazo por la acción
desde el nacimiento sería posible de las hormonas progesterona y estrógeno. Luego, la producción de la leche ma-
salvar cada año aproximadamente terna es activada por la hormona prolactina, la cual continuará produciéndose
1,5 millones de vidas y mejorar sus gracias a los estímulos que recibe el pezón cuando el bebé lo succiona. Durante los
condiciones de salud. primeros días, después del nacimiento del bebé, las glándulas mamarias secretan
un líquido aguado de color amarillento llamado calostro. El calostro es rico en
proteínas y anticuerpos provenientes de la madre, que protegen al infante de las
enfermedades mientras se desarrolla y madura su sistema inmunitario. El calostro
es remplazado gradualmente por leche materna madura, que contiene más grasas
y azúcar (lactosa) y menos proteínas.
Características del recién nacido
En la especie humana, los recién nacidos son muy frágiles y absolutamente de-
pendientes de sus padres. Carecen de control muscular y normalmente nacen con
características que adquiere durante el mismo proceso del parto: un color rojizo,
forma alargada de la cabeza, exceso de vello corporal (en caso de prematuros) entre
otras. Al nacer, los bebés miden aproximadamente unos 50 cm y pesan alrededor
de 3 kg. La cantidad de pelo que presentan es variable. Los ojos son casi siempre
azulados, ya que no se ha formado por completo el pigmento definitivo del iris.
El recién nacido se caracteriza porque aún no manifiesta ningún comportamiento
aprendido; sus comportamientos son producto del instinto y de los reflejos. Igual-
mente, no comprende y desconoce muchas de las cosas que suceden en su entorno,
aunque su capacidad de aprendizaje se irá desarrollando poco a poco a medida que
crece e interactúa con su entorno. Un bebé requiere de sus padres total atención y
cuidado para satisfacer sus necesidades básicas o para realizar actividades elementa-
les. Una característica de los recién nacidos es el llanto, que es una señal para atraer
Un bebé depende absolutamente la atención de los adultos y comunicarles alguna clase de necesidad (hambre, frío,
de sus padres. necesidad fisiológica, enfermedad) o incomodidad.
80 ©
Componente Procesos biológicos
© 81
6.6.2 Infecciones de Transmisión Sexual (ITS)
Actividad Ampliación Recurso Existen diferentes infecciones de transmisión sexual (antiguamente llamadas “enferme-
multimedia imprimible
dades de transmisión sexual” o “enfermedades venéreas”), causadas por diversos tipos de
agentes infecciosos (virus, bacterias, protozoos y animales). Estos agentes generalmente
se transmiten de una persona a otra por contacto sexual, y con algunas excepciones,
Hepatitis B y C
pueden evitarse con el uso de un preservativo durante la relación sexual.
El término hepatitis hace re- Las ITS virales son aquellas causadas por virus. Como los virus no son afectados por
ferencia a una enfermedad los antibióticos, las infecciones causadas por ellos no pueden ser tratadas y curadas
inflamatoria del hígado que
por medicamentos de este tipo. En algunos casos de ITS de tipo viral el tratamiento es
puede ser causada por agen-
tes virales, bacterianos, auto- más complejo pues necesitan de sustancias que ataquen directamente los procesos de
inmunes o tóxicos. También duplicación o replicación del material genético del virus. Son varias las infecciones de
es considerada, de acuerdo transmisión sexual causadas por virus, entre ellas, se pueden mencionar: infección por
con su etiología, una ITS. VIH (Virus de Inmunodeficiencia Humana), infección por VHH -2 (Herpes simple
Los virus VHB (hepatitis B) y tipo II o herpes genital), infección por virus VHB (hepatitis B) e infección por virus
VHC (hepatitis C) pueden ser VPH (Virus del Papiloma Humano). Estos virus causan las siguientes enfermedades:
transmitidos por contacto
sexual en relaciones que
implican contacto directo Herpes genital Infección por Virus de
con fluidos corporales de Papiloma Humano (VPH)
Causado por el herpes sim-
personas infectadas y con
ple tipo II o HSV-2 el cual Esta infección representa
sangrado de las mucosas
genera ampollas o llagas una de las ITS más comu-
ano-genitales. Las conse-
sobre los genitales y el ano. nes y se conocen hasta 100
cuencias que se derivan de
Es incurable, pero puede ser tipos virales que la pueden
esta infección son: inflama-
tratado. Una mujer infectada causar. La mayoría de los VPH
ción del hígado, cirrosis, cán-
puede transmitirlo a su hijo descritos no causan ningún
cer de hígado, insuficiencia
durante el parto, y en con- síntoma en la mayoría de las
hepática y, en casos avan-
secuencia este puede sufrir personas, aunque algunos
zados de la enfermedad, la
de ceguera, daño cerebral e producen verrugas o condi-
muerte.
incluso la muerte. lomas. Los virus de más alto
riesgo pueden generar cán-
cer en zonas como el cérvix,
la vulva, la vagina y el ano, en
mujeres, y cáncer de ano y
pene en hombres.
Sida
Causada por el Virus de In-
munodeficiencia Humana
(VIH), que debilita grave-
mente el sistema inmuno-
lógico. Una persona con sida
puede enfermarse con la
más leve infección (desde
una lesión a la piel o un res-
frío hasta una neumonía) y
llegar a morir.
82 ©
Componente Procesos biológicos
Las ITS bacterianas pueden ser tratadas exitosamente utilizando antibióticos. Infor-
tunadamente, algunos de los primeros síntomas de este tipo de infecciones son imper-
ceptibles y, en algunos casos, son indetectables en exámenes médicos. Un tratamiento
oportuno y el seguimiento de todas las recomendaciones médicas frente a la infección
son necesarios para prevenir graves consecuencias en el futuro. Por ejemplo, una ITS
no tratada a tiempo puede derivar en esterilidad o puede ser transmitida por una mujer
infectada a su hijo en el momento del parto. Las tres ITS más reconocidas son la sífilis,
la blenorragia, conocida comúnmente como “gonorrea”, y la candidiasis.
Las ITS causadas por hongos atacan, por lo general, zonas húmedas y calientes
La pediculosis del pubis es causada por
del cuerpo como los genitales. Aunque en muchos casos, este tipo de infeccio- pequeños artrópodos llamados ladillas
nes no son de transmisión sexual exclusivamente, se presentan situaciones en (Pthirus pubis) que pueden medir 2 mm
las que mujeres y hombres son afectados por sus prácticas sexuales. y se incrustan en la raíz de los vellos
púbicos. Ocasionan una intensa comezón
Las ITS causadas por animales incluyen la pediculosis del pubis y la escabio-
porque viven alimentándose de sangre
sis o sarna, aunque no son exclusivas de transmisión sexual. constantemente. La hembra deja sus
huevecillos en el vello púbico, y ya sea
Candidiasis la hembra adulta o los huevecillos se
transmiten por contacto directo entre una
Causada por el hongo Candida albicans,
persona infectada y otra no infectada.
que en mujeres produce flujo vaginal abun-
dante e irritación. Los hombres la pueden
portar pero no presentan síntomas, y tam-
bién la pueden transmitir en cada relación
sexual sin saber que están infectando a la
otra persona.
© 83
Competencias científicas
C 1
O 2
3
8 El siguiente gráfico es el resultado de una
M investigación realizada por un grupo de pe-
P 5 diatras. Obsérvalo y, luego, responde, en tu
6 El momento del ciclo de vida en que puede 13 Un nuevo ser humano se origina a partir de
ocurrir el proceso anterior es: la fecundación. Este proceso consiste en la
unión de dos estructuras: el ovocito secunda-
durante su fase haploide. rio y el espermatozoide, aportados por la ma-
cuando es un feto. dre y el padre, respectivamente. Responde:
durante su fase diploide. ¿Cómo se originan los diferentes tejidos y los
cuando es un embrión. órganos de un ser humano a partir del cigoto?
84 ©
Identificar • Indagar • Explicar • Comunicar • Trabajar en equipo
Juan y Marcela.
Tienen relaciones
esporádicamente y
quizás quieran tener
hijos algún día.
Miguel y Carolina.
Tienen relaciones
sexuales con frecuen-
cia y quieren tener
hijos algún día.
“...la maternidad es un derecho innegable, pero
durante mucho tiempo, cuando el riesgo de con-
tagio del bebé era muy alto, el consejo médico (a Desarrollo compromisos personales y sociales
las parejas discordantes, en las que solo uno de
los miembros se encuentra infectado con VIH) era PROPONGO
un “no” (...). “Hoy, si la búsqueda de un hijo se hace
bajo tratamiento médico supervisado, el riesgo de 19 Lee y analiza la siguiente información y, con
que el bebé contraiga el VIH (cuando la mujer está base en ella, responde las preguntas 20 a 22.
infectada) es menor al 2%, por lo que no podemos
Estudios realizados por la Organización Mundial
decir “no” (...). Para evitar que la madre transmita
de la Salud (OMS) han concluido que en muchos
al hijo el virus durante el embarazo, el parto o el
países latinoamericanos van en aumento los em-
puerperio, se toman tres medidas básicas. El uso
barazos en adolescentes y las ITS. Esto ocasiona
de fármacos antirretrovirales es el primero (...). La
problemas a las personas que viven estas situa-
segunda medida que ha permitido reducir drásti-
ciones y genera altos costos a los sistemas de sa-
camente la transmisión madre-hijo es la cesárea,
lud, que además son insuficientes para enfrentar
pero esta ya no se indica para todos los casos (...). La
este tipo de situaciones. Supón que una organi-
tercera medida para impedir el contagio es evitar
zación para la salud solicita tu participación en
la lactancia materna (...). Actualmente se están es-
un equipo de asesores encargados de analizar y
tudiando las estrategias para que en un futuro sea
proponer soluciones para reducir el número de
posible que la mujer con VIH pueda amamantar a
ITS y de embarazos en las adolescentes.
su hijo.
20 ¿Qué soluciones propondrías tú?
15 ¿Cuál es el problema que se plantea en el
texto? 21 Realiza una plenaria con tus compañeros
para discutir cuáles de estas soluciones ten-
16 ¿Qué piensas acerca del tema del artículo?
drían éxito.
17 ¿Estarías de acuerdo con que una mujer 22 Explica si estas soluciones serían bien acogi-
portadora de VIH tuviera un hijo? Justifica das entre los adolescentes de tu colegio.
tu respuesta.
© 85
SOY CIENTÍFICO NATURAL Me aproximo al conocimiento como científico natural
Materiales Procedimiento
Microscopio Una semana antes...
Bisturí 1. Coloca el bulbo en un recipiente con agua, de tal manera que solo la
Hojas de papel y lápiz parte inferior del bulbo quede en contacto con el agua.
Bulbo de cebolla, lirios o azucenas 2. Repite el procedimiento anterior con los esquejes.
Esquejes de hiedra o de laurel con yemas
3. Revisa las preparaciones diariamente y registra los cambios ocurri-
Azul de metileno
dos en una tabla que será la tabla 1.
Recipientes con agua
Día de la práctica...
Metodología de trabajo 1. Retira del agua todos los tallos con cuidado para no dañarlos. Rea-
Individual liza cortes del bulbo para separar las hojas carnosas que lo forman.
2. Observa la disposición de las raíces y las yemas.
3. Realiza varios cortes delgados de las hojas que forman los bulbos,
agrega una gota de azul de metileno para teñirlos y obsérvalos al
microscopio. Realiza dibujos de lo observado.
Resultados
4. Registra tus observaciones en tu cuaderno.
Análisis de resultados
1. Según los datos que registraste en la tabla 1, ¿qué variaciones im-
portantes se presentaron día a día?
2. ¿Cuáles son las posibles causas de los cambios observados?
3. ¿Por qué los bulbos poseen hojas carnosas?, ¿cuál sería su función
principal?
Conclusiones
1. ¿De qué forma las plantas se adaptan para producir descendencia
bajo determinadas condiciones ambientales?
Para realizar esta práctica, es necesario que 2. ¿Qué aspectos de este laboratorio modificarías si fueras a repetirlo?
obtengas las plantas que necesitas poco tiempo
antes de su desarrollo, y que tengas precaución 3. ¿Qué otros aspectos tendrías en cuenta si realizaras un laboratorio
para no maltratar ninguna de sus partes. similar?
8 6 Acción de pensamiento: registro mis observaciones y resultados utilizando esquemas, gráficos y tablas.
SOY CIENTÍFICO NATURAL Me aproximo al conocimiento como científico natural
Conceptos clave En las espermatófitas, la flor reúne los órganos reproductores de la planta.
La flor posee cuatro partes o verticilos: los más internos (androceo y gine-
Reproducción en plantas, reproducción
ceo) son fértiles, y los externos (cáliz y corola) son protectores. Estudia las
sexual, androceo, gineceo, pétalos, sépalos,
cáliz, corola. flores e investiga si están formadas por todos los verticilos.
Materiales Procedimiento
Lámina de corcho de 10 3 10
Alfileres
Realiza lo siguiente con cada una de las flores.
Pinzas de disección 1. Observa la flor, en su base encontrarás un grupo de hojas, general-
mente de color verde llamadas sépalos, que forma una estructura
Bisturí
llamada cáliz. Anota el número de sépalos que tiene el cáliz y fíjate si
Pincel fino están fusionados (soldados) o libres, y su color.
Portaobjetos excavado
2. Toma un pétalo y obsérvalo con la lupa o el estereoscopio. Comprueba
Cubreobjetos
si tiene nervios como una hoja. Dibuja lo que observes.
4 flores diferentes
Lupa o estereoscopio 3. Retira el cáliz y la corola, y observa el androceo. Cuenta el número de
estambres. Con las pinzas de disección, toma uno de los estambres y
3 g de gelatina
observa sus partes con la lupa. Dibuja un esquema que incluya el nom-
10 g de sacarosa
bre de las partes y escribe el número de estambres de la flor.
100 g de agua caliente
4. Con ayuda de un pincel, toma granos de polen. Espolvoréalos sobre
Metodología de trabajo una gota de solución de gelatina-sacarosa dispuesta en un portaob-
Individual o en grupo jetos. Coloca el cubreobjetos y mantenlo en un lugar aireado, a unos
20 °C. Al día siguiente, observa al microscopio la preparación para ver
cómo se forma el tubo polínico.
5. En la parte central de la flor está el gineceo, córtalo longitudinalmente.
Corola (pétalos) Estigma Observa con la lupa la cavidad interna que está dividida por tabiques.
Cuenta el número de tabiques y realiza dibujos de lo observado.
Antera
Estilo
Resultados
6. Registra, en tu cuaderno, tus observaciones junto con ilustraciones de
cada flor en cada una de las etapas del procedimiento.
Análisis de resultados
Estambre o 1. ¿Se observan nervios en los pétalos?, ¿cuál crees que pueda ser el ori-
androceo gen de los sépalos y los pétalos?
Cáliz (sépalos) 2. ¿Qué tipo de polinización tendrá cada una de las flores estudiadas?
Filamento
Conclusiones
Ovario
1. ¿Cuál es la importancia de las estructuras sexuales de la flor para la
reproducción en plantas?
Acción de pensamiento: identifico la estructura de la flor y reconozco su importancia para la reproducción en plantas. © 87
Investigación
Cromosomas
Herencia
2
Entorno vivo
Genética y patrones hereditarios
El contexto
Muchas de las características presentes en los seres vivos se trans-
Tu plan de trabajo… miten de generación en generación. Si observamos a nuestros
Comprender las bases, los conceptos y la historia abuelos, algunos de sus rasgos parecen perderse en nuestros
de la genética. padres, pero reaparecen en los nietos o en las siguientes genera-
Explicar los mecanismos de herencia de la genética ciones. Toda esa información es transmitida por el ADN presente
mendeliana y no mendeliana. en todas las células de nuestro cuerpo.
Comprender las generalidades de los cromosomas
humanos.
Identificar las aplicaciones de la biotecnología. La situación actual
Encuentra en tu Gracias a las investigaciones biomédicas, hoy en día es posible
conocer la causa exacta de muchas enfermedades genéticas;
Evaluaciones: pero aún existe un gran grupo de enfermedades como el cáncer,
3 Prueba Saber 3 De desempeño la hipertensión y la diabetes, que, además de tener una causa ge-
nética, también involucran factores ambientales. Es por eso que el
4 Multimedia 1 Audio estudio de este tipo de enfermedades se hace bastante complejo y
1 Galería 12 Imprimibles que resulta urgente encontrar la manera de prevenirlas.
5 Actividades 9 Enlaces web
Galería de
imágenes
Mendel
Patrones de herencia
Aa Aa
AA Aa Aa aa
Mutaciones
Recurso
1. Genética imprimible
La genética es la rama de la biología que se encarga de estudiar la herencia bioló-
Lexicón gica de una generación a otra y todos los factores relacionados con este proceso.
Genética: se deriva de la palabra Recurso
griega génesis que significa 1.1 La genética en la Antigüedad imprimible
“origen”. La palabra génesis
Desde hace mucho tiempo, el ser humano utilizaba la genética sin saberlo. Va-
explica el concepto de generar
forma. La genética busca,
rios siglos a. C., los babilonios y los egipcios producían frutos por fecundación
entonces, explicar la forma como artificial. También hacían cruces de animales para obtener razas mejoradas. El ser
se origina un organismo. humano sabía modificar las especies por cruces sin siquiera conocer el ADN. Este
proceso, conocido como selección artificial, aún se utiliza hoy en día para obtener
animales más productivos o plantas con frutos más abundantes. En la Antigüe-
dad se pensaba que el hombre era quien aportaba la información genética para el
nuevo individuo y la mujer era solo un reservorio. Más adelante se propuso que
los descendientes heredaban una mezcla de las características de sus padres. A esta
primera aproximación se le llamó teoría genética de la mezcla, pero hoy sabemos
que la herencia generalmente no funciona así.
En 1651 se propuso el epigenismo, teoría que predominó hasta mediados del siglo
XVIII. Proponía que un embrión estaba formado por una mezcla relativamente
homogénea de sustancias materna y paterna que durante el desarrollo se diferen-
ciaba en órganos. En 1677, Anton Van Leeuwenhoek describió la presencia de
animáculos en el fluido seminal con ayuda del microscopio. Apareció entonces
la teoría del preformismo, que se oponía al epigenismo y que proponía que el
embrión provenía de un organismo que ya estaba preformado (homúnculo). Se
crearon entonces dos corrientes del preformismo: los animaculistas, que defen-
dían que el ser preformado se encontraba en el espermatozoide, y los ovistas, que
aseguraban que el ser preformado se encontraba en el óvulo. Años más tarde, gra-
cias a los descubrimientos de Mendel, se logró comprender los reales mecanismos
de la herencia.
1.2.1 Gen
Los genes son porciones de ADN que tienen las instrucciones necesarias para
codificar una proteína o una cadena de ARN. Los seres humanos tenemos en cada
una de nuestras células aproximadamente 30.000 genes, que son los que llevan la
información de nuestra apariencia física y las instrucciones para el funcionamiento
de cada proceso de nuestro cuerpo. Por ello se afirma que los genes son las unida-
des que se encargan de la herencia genética en los organismos. Los genes forman
el ADN, que a su vez se organiza en estructuras llamadas cromosomas que se
localizan en el núcleo de las células eucariotas.
Según la teoría del preformismo, Cada gen que poseemos se hereda en “dosis doble”, es decir, heredamos una copia
el esperma contenía una estructura de cada gen de nuestro padre y una copia de cada gen de nuestra madre, para com-
llamada homúnculo, que contenía pletar dos copias de genes para cada carácter. Como los genes forman los cromoso-
a un organismo completo mas, todas las células de nuestro cuerpo contienen dos copias de cada cromosoma,
en miniatura. es decir que son diploides, excepto los gametos (óvulos y espermatozoides).
Para cada carácter, el genotipo se representa mediante dos letras similares: una
representa el carácter que heredamos de nuestro padre y la otra, el carácter que
heredamos de nuestra madre. Por ejemplo, si hablamos del color de los ojos, re-
presentamos el genotipo con las letras AA, Aa, o aa, para indicar con ellas, las
instrucciones que se encuentran registradas en los genes para esa característica y
que hemos heredado de nuestros dos padres. Nuestro fenotipo depende de los
caracteres que hemos heredado
1.2.3 Alelos y también de factores ambientales.
Por ejemplo, si hablamos del color de los ojos, los diferentes alelos son las diferen- Interpreto
tes formas que tiene el gen para el color de los ojos: negro, café, verde, gris o azul. Relaciona cada concepto con
El par de alelos de cada carácter pueden tener entre sí información diferente o el ejemplo o los ejemplos
igual: correspondientes. Para ello,
escribe el número de cada
Se afirma que el individuo es heterocigoto para este carácter cuando la informa- concepto en el recuadro
ción de los alelos es diferente, y se representa con las letras Aa. respectivo.
Se afirma que el individuo es homocigoto para este carácter cuando la informa- 1. Genotipo
ción de los alelos es igual, y se expresa con las letras AA o aa.
2. Dominante 3. Fenotipo
Cuando se tiene información diferente en un par de alelos (Aa), solamente se
expresa en el fenotipo uno de ellos. En estas condiciones, se afirma que el carácter 4. Recesivo
que se expresa es dominante y aquel que no se expresa, pero se transmite a las
demás generaciones, es recesivo. Por ejemplo, una persona que tiene los ojos cafés, 5. Alelo 6. Heterocigotos
pero también tiene información para color de ojos azul, se afirma que es heteroci-
gótica (Aa) para el color de ojos. 7. Homocigotos
Cuando se tiene información igual en el par de alelos: Formas del gen para color de
Se afirma que el individuo es homocigoto dominante (AA), si el carácter es do- cabello: negro, café, rubio,
minante y se hace evidente en el fenotipo. Por ejemplo, si una persona que ha rojo.
heredado el gen para ojos cafés de sus padres tiene los ojos cafés porque en los dos Juan es Aa para el color
alelos tiene información para ojos cafés. de sus ojos y BB para el color
de su cabello.
Se afirma que el individuo es homocigoto recesivo (aa), si el carácter es recesivo y El carácter color de piel
se hace evidente en el fenotipo. Por ejemplo, si una persona tiene los ojos azules es morena se expresa frente al
porque en los dos alelos tiene información para ojos azules. carácter color de piel blanca.
María es rubia, con ojos cafés
Fenotipo Ojos cafés Ojos azules y piel blanca.
Genotipo AA / Aa aa Genotipos CC, pp y hh.
Genotipos Cc, Pp y Hh.
Alelos A a
Para expresar ojos azules
Dominante Recesivo el genotipo debe ser aa.
© 91
1.3 Genética mendeliana
La genética mendeliana surgió cerca del año 1865, pero no fue reconocida
sino hasta el año 1900. Está fundamentada en tres principios básicos o leyes
mendelianas, que fueron producto de varios años de investigación y observa-
ciones en plantas. A partir de estas observaciones, se logró establecer algunos
conceptos claves sobre la transmisión de la información genética de padres a
hijos, que hasta aquella época se desconocían.
Ampliación
1.3.1 Gregor Mendel multimedia
Gregor Johann Mendel, considerado por muchos como el padre de la ge-
nética, nació el 20 de Julio de 1822 en Heinzendorf, Austria (actualmente
Gregor Johann Mendel, considerado República Checa), en una familia de campesinos. Inicialmente solo fue bau-
el padre de la genética. tizado con el nombre de Johann Mendel.
Decidió estudiar biología y más tarde ingresó al monasterio de padres agus-
tinos de Brno (antiguamente llamado Brünn) en la República Checa. Fue
entonces cuando adoptó el nombre de padre Gregor en 1843. En el monas-
terio llegó a ser Abad y realizó un doctorado en botánica y matemáticas en la
Progenitor 1 Progenitor 2 Universidad de Viena.
Ampliación
Semilla Semilla 1.3.1.1 Inicio de sus investigaciones multimedia
lisa rugosa Teniendo a su completa disposición el jardín del monasterio de Brno, y gra-
cias a su pasión por la biología y la botánica, Mendel comenzó a realizar
experimentos con plantas.
Semilla Semilla
amarilla verde Seleccionó la especie Pisum sativum, conocida como planta de arveja, para
estudiar cómo se heredaban los caracteres de una generación a otra. Estudió
34 variedades de esta planta durante varios años y cultivó cerca de 28.000
Flores en Flor en ejemplares.
posición posición
Mendel eligió plantas de arveja por las siguientes razones:
axial terminal
La semilla se conseguía fácilmente en el mercado y a bajo costo.
Su cultivo no requería de mucho espacio ni tiempo, por lo que en poco
Flor Flor
tiempo se obtenían varias generaciones.
roja blanca
Presentaban características fáciles de evaluar, ya que permanecían constantes
y solo se presentaban de dos formas, por ejemplo, semillas de color amarillo
Vaina Vaina o verde; textura lisa o rugosa.
ancha estrecha
Se obtenían muchos descendientes de un solo cruce.
Sus flores eran hermafroditas, es decir, en la misma flor se encontraban los
Vaina Vaina órganos reproductores femeninos y los masculinos. Por lo tanto, era fácil
verde amarilla realizar la autofecundación.
Una vez nacían las plantas, era fácil cortar los estambres para que no fueran
Tallo Tallo
polinizadas por los insectos, y de esta forma podía controlar los cruces.
alto enano Para sus experimentos, Mendel observó con detalle el fenotipo de las plantas
Pisum sativum, y eligió siete características que consideró fáciles de evaluar:
Características elegidas por Mendel 1) forma de la semilla, 2) color de la semilla, 3) posición de la flor, 4) color
para realizar sus experimentos. de la flor, 5) forma de la vaina, 6) color de la vaina y 7) tallo de las plantas.
92 ©
Componente Procesos biológicos
Cuando se cruzan dos organismos de la misma especie de dos líneas Cuadro de Punnett
puras y que son diferentes en una misma característica, los descen- El cuadro de Punnett es un instru-
dientes muestran uniformidad en esa característica y todos heredan mento creado por Reginald Punnett
el carácter de uno de sus progenitores, mientras que el otro carácter que permite determinar las probabili-
parece haberse perdido. dades de aparición de un genotipo en
la descendencia. Es decir, permite ob-
servar la combinación de los alelos pa-
Mendel observó que el color amarillo era dominante sobre el verde en este
ternos (en amarillo) con los maternos
caso. Para cada una de las siete características que evaluó, obtuvo resultados
(en verde) y los probables genotipos de
similares: los hijos (en blanco).
La semilla lisa era dominante sobre la rugosa.
P
La semilla amarilla era dominante sobre la verde.
A A
Las flores en posición axial eran dominantes sobre las flores en posición
terminal.
La flor roja era dominante sobre la blanca.
a Aa Aa
La vaina ancha era dominante sobre la estrecha.
La vaina verde era dominante sobre la amarilla. a Aa Aa
El tallo alto era dominante sobre el enano.
© 93
1.3.2.2 Segunda ley o ley de la segregación
Al concluir su primer experimento, Mendel se preguntó si al permanecer solo el
P X
carácter dominante en la F1, el recesivo desaparece, así que permitió que las plantas
se autofecundaran en la F1. Observó que en la nueva descendencia o F2, aparecían
AA aa
de nuevo los caracteres que no eran visibles en la F1, es decir, arvejas verdes y arve-
jas amarillas. Mendel supuso que para cada uno de los caracteres, la planta poseía
un par de factores responsables de la herencia, cada uno de ellos transmitido por
una de las plantas progenitoras. Aquel carácter que permanecía en la F1 era domi-
nante y el que solamente aparecía en la F2 era recesivo. Esto quiere decir, que en el
Aa Aa segundo cruce, algunas de las plantas de la descendencia heredaron el alelo recesivo
F1 de sus dos progenitores.
Así, se estableció la ley de la segregación:
Aa Aa
Los factores hereditarios (hoy en día llamados genes) son unidades indepen-
Cruce entre dos líneas puras dientes que pasan de generación en generación sin sufrir alteraciones. Al
según el principio de uniformidad cruzar entre sí las plantas de la F1, se observa el carácter dominante en el 75%
de Mendel. de la descendencia. Esto significa que tres de cada cuatro plantas tendrán el
fenotipo dominante y una tendrá el fenotipo recesivo. Esto implica que todas
las plantas de la F1 son heterocigotas para el carácter del color de la semilla.
P F1 F2
F2 AB Ab aB ab
94 ©
Componente Procesos biológicos
Ya hemos visto cómo funciona la herencia de aquellos caracteres que cumplen con
las leyes mendelianas, pero vale la pena aclarar que este proceso no siempre está P
regido por estas leyes, y que existen algunas excepciones.
X
1.3.3.1 Dominancia parcial o incompleta
Ocurre dominancia parcial o incompleta cuando ninguno de los alelos de los
progenitores es dominante sobre el otro. En este caso, el fenotipo de la descen- BB RR
dencia es una mezcla entre el fenotipo de los dos progenitores. Por ejemplo, si se
cruza una planta de claveles rojos y una planta de claveles blancos, el resultado será
claveles rosados.
1.3.3.2 Codominancia
En la codominancia, al igual que en la dominancia parcial, ninguno de los alelos F1
es dominante sobre el otro, pero en este caso, en la descendencia se expresan los
dos caracteres simultáneamente. Un ejemplo de este fenómeno ocurre en la planta
de flores achira. Si se cruza una planta de flores rojas, con una planta de flores
amarillas, el resultado será flores amarillas con rojo, pero sin mezcla de los colores.
BR
Otro ejemplo es la herencia del grupo sanguíneo AB que veremos más adelante.
Se observa dominancia parcial
1.3.3.3 Genes ligados cuando la descendencia presenta
una mezcla de los caracteres de los
Recordemos que la tercera ley de Mendel establece que cada carácter se hereda de
dos progenitores.
forma independiente de los demás caracteres, pero en la actualidad sabemos que
esto no siempre funciona así. Mendel corrió con la suerte de que los genes corres-
pondientes a las características que eligió, se encontraran separados unos de otros
en distintos cromosomas. Hoy en día se sabe que si dos genes se encuentran muy
cerca en el mismo cromosoma, estos genes tienden a heredarse ligados, es decir, las
probabilidades de que dos genes estén ligados, depende de la distancia que haya
P
entre los dos.
Actualidad científica
El ser humano, Homo sapiens, tiene cerca de 30.000 genes, la pulga de agua Daphnia pulex, RA
cerca de 31.000, el gusano Caenorhabditis elegans cerca de 19.000 y la mosca de la fruta
Drosophila melanogaster, cerca de 13.000. Gracias a los estudios comparativos o genómica Se observa codominancia cuando
comparada, se ha logrado concluir que no es el número de genes lo que hace a un la descendencia expresa los dos
organismo más complejo sino la calidad de los mismos. caracteres simultáneamente, pero
sin mezclarse.
© 95
Competencias científicas
P g
E h
T i
E 4 Lee el problema y, con base en él, realiza la
N a. Nombre con el que se conoce la primera ley
actividad 5 y responde las preguntas 6 a 10.
96 ©
Identificar • Indagar • Explicar • Comunicar • Trabajar en equipo
11 En una especie de ganado vacuno, los alelos o prohibir la reproducción de aquellas perso-
del color del pelaje son codominantes. Un nas consideradas como “indignas de vivir” con
zootecnista cruza una vaca de color marrón el fin de “mejorar la raza”. Entre esas personas se
(MM) con un toro de color gris (GG), ¿cuál será incluían los discapacitados, personas con proble-
el color del pelaje de su descendencia? Ela- mas mentales, delincuentes, personas con mal-
bora un cuadro de Punnett para establecer formaciones congénitas y razas “impuras”, entre
los posibles genotipos y fenotipos. otros. Se estimulaba, además, la concepción de
hijos para aquellas parejas que tuvieran los rasgos
12 De acuerdo con el problema anterior, si cru- deseados, tales como belleza, inteligencia, etc.
zamos dos descendientes (GM), ¿cuáles serán
sus genotipos y cuáles sus fenotipos? 19 ¿Cuál es tu punto de vista frente a la eugene-
sia practicada por los nazis?
13 Elige a cinco miembros de tu familia (abuelos,
padres, hermanos) para evaluar una de las 20 ¿Crees que actualmente se presenta un fenó-
siguientes características hereditarias: meno similar? Explica tu respuesta.
© 97
Entorno vivo
9 8 Acción de pensamiento: explico los tipos de herencia y la forma como se transmiten enfermedades genéticas humanas.
Componente Procesos biológicos
Para representar la pareja del propósito, se traza una línea horizontal que une a las
Propósito o
dos personas, y si son consanguíneos, es decir, familiares entre sí (como primos), probando
la línea debe ser doble (como se hizo con la pareja III:1 y III:2). Se representan sus objeto del
hijos trazando una línea vertical que salga de la mitad de la unión entre los dos pa- estudio
dres y una línea horizontal al finalizar esta para derivar de ella los hijos necesarios
Presentan la
(como se hizo con los padres I:3 y I:4 y sus hijos II:4, II:5 y II:6). Así se representa enfermedad
un núcleo familiar. Si la pareja tiene bastantes hijos de un mismo sexo y no hay
nada diferente qué aclarar sobre ellos, se dibuja un cuadrado si son hombres o un
Matrimonio
círculo si son mujeres, y adentro se escribe el número de hijos (como se hizo con
II:6, cuyo símbolo significa dos varones) o de hijas, según el caso.
Matrimonio
El núcleo familiar del propósito, se representa incluyendo a los padres y hermanos consanguíneo
de la misma forma, según la información que se tenga. Terminado lo anterior, se
marcan las generaciones con números romanos de arriba abajo (I, II, III, IV…),
y a cada persona con números arábigos, de izquierda a derecha, iniciando desde Hijos de pareja
1 en cada generación (1, 2, 3, 4…). Se pueden utilizar otros símbolos adicionales
como una línea diagonal si hay alguna persona fallecida (como se hizo con I:3 y
I:4), o un rombo si no se conoce el sexo de una persona (como se hizo con IV:6).
2
II:1 II:2 II:3 II:4 II:5 II:6 Número de hermanos
del mismo sexo.
Este individuo presenta
otro fenotipo diferente
a la enfermedad de estudio P
o el fenotipo parcial. III:1 III:2 III:3 III:4 III:5 III:6 III:7 Embarazo
Divorcio
© 99
2.3 Los cromosomas Enlace web
Célula eucariota En las células eucariotas, el ADN se encuentra en el núcleo asociado a unas pro-
Núcleo celular Cromosoma teínas llamadas histonas; este complejo recibe el nombre de cromatina. Cuando
se observa al microscopio, la cromatina tiene la apariencia de una maraña de hilos.
Al iniciar el proceso de división celular, esta maraña comienza a condensarse, hasta
que se forman unos cuerpos bien definidos que son los cromosomas. Todas las
células somáticas de un organismo, es decir, las que forman órganos y tejidos,
contienen dos juegos de cromosomas, y, por eso, se habla de un número diploide
que se simboliza como 2n. Las células germinales o gametos (óvulos y espermato-
zoides) contienen un solo juego de cromosomas, por eso se habla de un número
haploide, que se simboliza con n. El número de cromosomas en las células, siem-
pre permanece constante en condiciones normales.
1 00 ©
Componente Procesos biológicos
© 1 01
2.4 Tipos de herencia en genética humana
De acuerdo con el tipo de cromosoma implicado, existen dos tipos de heren-
cia: autosómica y alosómica.
La herencia autosómica, que es aquella en la que el gen del rasgo o la enferme-
dad heredada se encuentra en los autosomas o los cromosomas somáticos.
La herencia alosómica o ligada al sexo, que es aquella en la que el gen del rasgo
o la enfermedad está en un alosoma o un cromosoma sexual.
A B
I:1 I:2
AA aa
AA aa
Aa Aa Aa Aa
1 02 ©
Componente Procesos biológicos
A B
I:1 I:2
Aa Aa
AA Aa Aa aa
III:1 III:2 III:3 III:4 III:5 III:6
Aa AA Aa Aa Aa AA
(A) Distribución de los alelos en la descendencia (B) Ejemplo de árbol genealógico con un tipo de herencia autosómica
en el tipo de herencia autosómica recesiva. recesiva.
© 1 03
2.4.3 Herencia no mendeliana
Existen algunos tipos de herencia que no se adaptan al modelo de la genética
Actualidad mendeliana por diferentes razones. Para comprender estos procesos es nece-
científica sario conocer algunos conceptos.
104 ©
Componente Procesos biológicos
Recurso
2.4.3.6 Herencia de los grupos sanguíneos ABO imprimible
La herencia de los grupos sanguíneos ABO funciona de manera diferente.
Este es un ejemplo típico del fenómeno de codominancia, estudiado en pá-
ginas anteriores, ya que si uno de los progenitores es del grupo A y el otro del
grupo B, la descendencia puede presentar el grupo sanguíneo AB.
Los grupos sanguíneos están determinados por tres alelos distintos de un solo
gen ubicado en el cromosoma 9: IA, IB e i. Cada uno de los alelos tiene la
información para la síntesis de una proteína o antígeno que se encuentra en
la membrana de los glóbulos rojos, así:
El alelo IA determina la síntesis del antígeno A sobre la membrana (grupo A).
El alelo IB determina la síntesis del antígeno B (grupo B).
El alelo i no determina ningún antígeno (grupo O).
Si los dos antígenos A y B se encuentran simultáneamente en la membrana, Actualmente se utiliza la técnica de
el genotipo será IAIB y la persona tendrá el tipo de sangre AB. En el caso de donación automatizada que permite
una transfusión sanguínea, si la persona que recibe la transfusión es de tipo especificar qué componente sanguíneo
A y recibe sangre de tipo B, creará anticuerpos contra los glóbulos rojos de se puede donar dependiendo del tipo
la sangre donada, lo que podría llevar a la muerte de la persona que recibe la de sangre del donante.
transfusión.
Una persona del grupo A puede tener un genotipo IAIA en estado homoci-
Puede Puede
goto o IAi en estado heterocigoto, y una persona del grupo B puede presen-
Posible recibir donar
tar un genotipo IBIB o IBi. Por tanto, de ser heterocigotos los progenitores, Grupo
Genotipo sangre sangre
también es factible que su descendencia tenga el genotipo ii que significa que de a
será del grupo O.
A IAIA / IAi AyO A y AB
La persona con tipo de sangre O no tiene antígenos en la superficie de sus
glóbulos rojos, por eso producirá anticuerpos contra los grupos A y B, al B IBIB / IBi ByO B y AB
reconocerlos como extraños. Por tal motivo, solamente puede recibir trans- A, B,
fusiones de un donante del tipo O, pero puede donar a cualquier persona AB IAIB AB
AB y O
con otro tipo de sangre. Debido a esta particularidad, al tipo de sangre 0 se le
A, B,
llama donante universal. Por su parte, una persona del tipo AB puede recibir O ii O
AB y O
sangre de un donante A, B, AB u O, ya que ninguno de estos antígenos es
extraño para él. Por esto, se le llama receptor universal.
© 1 05
2.4.4 Herencia ligada al sexo
Actividad
1 06 ©
Componente Procesos biológicos
Genética extrema
La dinastía Romanov (siglo XVII) rigió Rusia hasta la Revolución de 1917. La
familia del zar Nicolás II estaba compuesta por la zarina Alejandra, sus cuatro
hijas Olga, Tatiana, María y Anastasia, y su hijo Alexei. Tras la Revolución de
1917, la familia fue exiliada en un pueblito de Rusia central. En 1918, fueron
hechos prisioneros y, en la madrugada del 18 de julio, toda la familia y cuatro
sirvientes fueron fusilados en el sótano. Los cuerpos fueron transportados y
enterrados en una fosa común y cubiertos con ácido sulfúrico para evitar que
fueran identificados. En 1989, se identificó la posible fosa y, en 1991, se realizó
la exhumación de 9 cuerpos (según los restos óseos, 4 mujeres y 5 hombres).
Por análisis de ADN nuclear y mitocondrial extraído del fémur de los
cadáveres, se demostró que se trataba de los restos del zar, su esposa, 3 de sus
hijas y 4 sirvientes, pero aún faltaban una hija del zar y su hijo varón. En el año
2007, se encontró otra fosa muy cerca de la primera. Los restos correspondían
a un varón de 12 a 15 años y a una mujer de 15 a 19 años. Se descubrió que
el ADN mitocondrial de los dos cuerpos era idéntico al de la zarina y al de sus
hijas ya identificadas, además de que el ADN del cromosoma Y del varón era
idéntico al del zar. El cuerpo del varón pertenecía a su hijo Alexei, ejecutado a
los 13 años, y la otra persona podría ser Anastasia (de 17 años) o María (de 19).
Los análisis nunca pudieron revelar de cuál de sus dos hijas se trataba, pero
finalmente se comprobó que allí estaba la familia completa.
© 1 07
Competencias científicas
C tipo se llama: .
I El cromosoma sexual también se llama:
.
I:1 I:2 I:1 I:2
1 08 ©
Identificar • Indagar • Explicar • Comunicar • Trabajar en equipo
Juan Camilo con tipo de sangre B1. resistencia a las plagas. Pero hay quienes consi-
María Juliana con tipo de sangre AB2. deran que esta manipulación va en contra de la
naturaleza, y que podría traer como consecuen-
Juan Danilo con tipo de sangre O2.
cia un desequilibrio en los ecosistemas. Además,
María Fernanda con tipo de sangre AB1. no se conocen las consecuencias en la salud hu-
mana como alergias o toxicidad que a largo plazo
8 Lee la información y realiza la actividad 9.
pueda traer el consumo de estos alimentos.
Cruza tus manos, luego dobla tu lengua en forma
de U. Si al cruzar las manos, tu dedo pulgar iz- 11 ¿Según las razones planteadas en la lectura
quierdo queda siempre sobre el derecho, signi- anterior, estarías a favor o en contra de los ali-
fica que eres dominante para este carácter. De mentos transgénicos? Justifica tu respuesta.
igual forma si tienes la capacidad de doblar la
lengua en forma de U. 12 ¿Has visto algún alimento transgénico en un
supermercado? Si ha sido así, menciona cuál
9 Averigua si los miembros de tu familia son o cuáles.
dominantes o recesivos para estos dos ca-
racteres y realiza el árbol genealógico co- 13 ¿Consumes alimentos transgénicos?, ¿por
rrespondiente incluyendo el mayor número qué?
de personas posible. Representa, en él, los
dos caracteres mencionados. Con base en el Desarrollo compromisos personales y sociales
árbol genealógico, responde:
PROPONGO
¿Qué observas?
¿Hallaste los caracteres recesivos en alguna de 14 Lee el siguiente texto.
las personas de tu familia?
Hijos a la carta
Comparte y compara tus observaciones con
las de tus compañeros de grupo: ¿a qué con- Con los recientes avances en genética, se ha
clusión llegaron? logrado conocer el genoma completo de un
individuo, es decir, toda su composición gené-
tica. Este tipo de avances nos hace pensar que
ARGUMENTO en un futuro no muy lejano, el ser humano será
capaz de seleccionar embriones con ciertas ca-
10 Lee el siguiente texto. Luego, responde las
racterísticas que los padres deseen que tengan
preguntas 11 a 13.
sus hijos.
Alimentos transgénicos
Imagina que eres un médico experto en gené-
tica y fertilidad. A tu consultorio acude una pareja
con una enfermedad genética familiar, de la cual
el hombre es portador. Ambos desean tener un
hijo varón que no presente la enfermedad y que
además herede el color de ojos y la estatura del
padre y el cabello y la inteligencia de la madre.
© 1 09
Entorno vivo
Las enfermedades genéticas pueden ser leves o graves y pueden ir desde una
manifestación diferente en las características del cuerpo, como por ejemplo,
la polidactilia (un dedo de más), hasta trastornos que pueden poner en riesgo
la vida de quien los padece. Cuando la enfermedad se expresa mediante va-
rios signos o síntomas que ocurren de manera simultánea y comprometen
varios sistemas orgánicos, se denomina síndrome.
Las enfermedades genéticas pueden ser debidas a trastornos monogénicos, tras-
Consumir alimentos ricos en ácido fólico, tornos poligénicos o anomalías cromosómicas.
como legumbres, espinacas y coles antes
y durante el embarazo disminuye el Un trastorno monogénico se presenta cuando la enfermedad es causada
riesgo de cierto tipo de malformaciones por una mutación en un único gen, presente en un autosoma o un alosoma.
congénitas en el feto. Estas enfermedades obedecen a los mecanismos de herencia de dominancia
y recesividad.
Un trastorno poligénico se presenta cuando se involucran varios genes.
Mis compromisos Estos genes pueden estar en diferentes cromosomas, y en ocasiones, algunos
personales y sociales genes presentan susceptibilidad para que ciertas mutaciones en otros genes
desarrollen la enfermedad.
El problema: aunque la aparición de
mutaciones en el ADN ocurre muchas Las anomalías cromosómicas se presentan cuando el cambio ocurre en los
veces de manera natural, es importante cromosomas, y pueden ser numéricas o estructurales.
tener en cuenta que existen factores
que incrementan el riesgo de que Una enfermedad congénita es aquella anomalía que está presente al mo-
aparezcan. Estos factores se denominan mento del nacimiento. Puede ocurrir por causas genéticas, ambientales o
agentes mutágenos y, entre ellos, desconocidas.
se encuentran la luz ultravioleta de
Por ejemplo, cuando un bebé nace con sordera puede ser por una mutación
los rayos del sol, los rayos X a los que
nos exponemos al realizarnos una
en su ADN, ya sea heredada o nueva, originada durante su desarrollo em-
radiografía, los pesticidas, la nicotina brionario, y en tal caso se trata de una enfermedad congénita y genética. Pero
y los fármacos. si la causa de la sordera es una infección que contrajo la madre durante el
La solución: cuidarte al entrar en embarazo, se le considera una enfermedad congénita y adquirida.
contacto con estos factores es cuidar Una malformación congénita se define como una alteración anatómica pre-
tu salud. Puedes empezar por aplicarte sente al momento del nacimiento, como ocurre con el labio leporino y con
protector solar en forma permanente. la espina bífida. Ocurre en la etapa de gestación y puede ser ocasionada por
factores, genéticos, ambientales o por consumo de sustancias nocivas durante
el embarazo. Muchos de los bebés que nacen con malformaciones congénitas
fallecen pocas horas después del parto o durante su primer año de vida.
Una enfermedad multifactorial es aquella que además de ser poligénica, es
decir, involucrar varios genes, también incluye influencia de factores am-
bientales. Este es el caso de enfermedades como la diabetes, la hipertensión y
algunos tipos de cáncer, entre otras.
110 ©
Componente Procesos biológicos
© 111
3.1.2.1 La fenilcetonuria
Es una enfermedad autosómica recesiva en la cual ocurre un daño en una
Genética enzima que metaboliza el aminoácido fenilalanina; produce retardo mental y
extrema albinismo. Esta enfermedad puede ser tratada con una dieta especial a base de
alimentos que no contengan fenilalanina si se detecta a tiempo.
112 ©
Componente Procesos biológicos
Enfermedades de herencia
3.3
mitocondrial
Como vimos anteriormente, la herencia mitocondrial se hereda de forma
matrilineal, es decir, de una madre a su descendencia. Por lo tanto, todos
los hijos y las hijas de una mujer que padezca una enfermedad de herencia
mitocondrial serán afectados, pero no así los hijos o las hijas de un varón
afectado. Este tipo de herencia se puede ver asociado a problemas en la retina
que causan ceguera, defectos en el cerebro en desarrollo que llevan a retardo
mental y afecciones musculares, principalmente cardíacas. Un ejemplo de
este tipo de enfermedades son las encefalopatías mitocondriales como:
El MELAS, que se caracteriza por cefalea, convulsiones y demencia.
El MERRF, que se caracteriza por sordera, epilepsia, demencia y falla respi-
ratoria.
La herencia de las enfermedades mitocondriales depende de qué tantas mito- Este es el tipo de pruebas utilizadas
condrias con la mutación o mutantes haya en la célula, ya que si la persona normalmente para detectar el daltonismo.
es homoplásmica (todas las mitocondrias con igual ADN), heredará todas las Si eres capaz de diferenciar los números
mitocondrias mutantes a su descendencia, mientras que si es heteroplásmica dentro de los símbolos es porque no eres
(dos grupos de ADN diferente en sus mitocondrias), puede que herede más daltónico.
mitocondrias sanas que mutadas y entonces el fenotipo será mínimo o no
será perceptible.
El ADN mitocondrial también puede ser susceptible de presentar una en-
fermedad. Por ejemplo, en ocasiones se presentan algunas mutaciones que
se asocian a susceptibilidad de padecer sordera después de recibir un trata-
miento con aminoglucósidos. Los aminoglucósidos son antibióticos que se
utilizan comúnmente en el tratamiento de infecciones causadas por cierto
tipo de bacterias. En condiciones similares, algunas personas luego del trata-
miento con aminoglucósidos desarrollan sordera y otras no. Generalmente,
las personas que tienen estas mutaciones tienen mayor susceptibilidad de
presentar sordera, y se observan más casos de sordera en sus familias.
cromosómicas
Las alteraciones cromosómicas pueden ser estructurales cuando afectan la es-
tructura de los cromosomas, o numéricas cuando alteran su número normal.
© 113
3.4.1 Anomalías estructurales
Las anomalías estructurales ocurren cuando hay un cambio de tal magnitud
en el ADN, que afecta la morfología del cromosoma. Se presentan en dife-
a a
rentes formas:
b b
c c
Duplicación
Se presenta cuando hay un segmento del cromosoma repetido. Esto puede
d d deberse a un error en el proceso de entrecruzamiento o por la duplicación
e e anómala de un centrómero.
f f Translocación
g h
h i Se presenta cuando hay intercambio de fragmentos de forma anormal entre
j
i
k cromosomas homólogos y no homólogos.
j
k l
Deleción
l Deleción Ocurre cuando se pierde un fragmento de un cromosoma. Es intersticial
Original
cuando se pierde un pedazo del centro, o terminal cuando se pierde un pe-
dazo del extremo.
a a
11 4 ©
Componente Procesos biológicos
Monosomías y trisomías
Se habla de monosomía cuando se presenta la ausencia de uno de los cromo-
somas homólogos; por lo tanto, en la célula ya no se observarán 46 cromoso-
mas sino 45. Las monosomías autosómicas por lo general son letales, es decir,
provocan la muerte del feto.
El término trisomía se utiliza cuando hay un cromosoma adicional en la
célula. Esto significa que ya no se observarán 46 cromosomas sino 47. Esto
causa alteraciones mentales y motrices en la persona que la presenta.
Trisomías más frecuentes
El síndrome de Down es la aneuploidía más frecuente. Afecta aproximada-
mente a uno de cada 800 individuos. Se produce por la trisomía del cromo-
soma 21, con un cariotipo 47XX121 o 47XY121. Es la menos severa de las
trisomías.
La persona con este síndrome presenta retardo mental, talla menor y peso
mayor que los de la persona promedio, cara redonda y, usualmente, la len-
gua fuera de la boca. El cuello de la persona afectada es corto y ancho, y sus Actualmente, una persona con síndrome
extremidades cortas. Presenta problemas cardíacos, intestinales y de visión. de Down puede vivir hasta 60 años.
El riesgo de padecer esta enfermedad, aumenta entre mayor sea la edad de
la madre.
El síndrome de Edwards se produce por la trisomía del cromosoma 18,
con un cariotipo 47XX118 o 47XY118. Este síndrome puede ocasionar
la muerte en las primeras semanas de vida. El fenotipo se manifiesta con
1 2 3 4 5
retardo mental severo, grave afectación psicomotora, manos con puño ce-
rrado y dedos acaballados, pies con apariencia de balancín y malformaciones
cardíacas. 6 7 8 9 10 11 12
© 115
Competencias científicas
M 21 22 XXY
P Enfermedad Células con tres o más
juegos de cromosomas.
E genética
B
T Ausencia o presencia
E de un cromosoma extra. 1 2 3 4 5
Poliploidía
116 ©
Identificar • Indagar • Explicar • Comunicar • Trabajar en equipo
© 117
Entorno vivo
4. Biotecnología
La biotecnología es la ciencia que aplica los conocimientos biológicos
en la creación o el mejoramiento de productos o procesos.
Recurso Ampliación
4.3 Clonación imprimible multimedia
4.3.1 Historia
En 1952, científicos de la Universidad de Pensilvania realizaron la primera
clonación exitosa a partir de células embrionarias de rana. Posteriormente, en
1991, se logró la clonación de cinco cerdos en Taiwán, aunque estos no eran
copias idénticas, sino que tenían una similitud del 90%. En 1997, dos cientí-
ficos llamados Ian Wilmut y Keith Campbell del Instituto Roslin de Escocia,
lograron la clonación de la oveja Dolly. Lo novedoso de este procedimiento
fue que, por primera vez en la historia, se logró la clonación exitosa a partir de Genética
una célula altamente especializada en vez de una célula embrionaria. extrema
Posteriormente, se informó del nacimiento de un mono clonado en Estados
Unidos utilizando el método de Wilmut. En 1998, en el Instituto Roslin en
Escocia, se clonaron otras dos ovejas que además eran transgénicas. En el 2002
y 2003, se obtuvieron bovinos clonados y transgénicos. Actualmente, en el
mundo ya han sido clonados más de 300 mamíferos con la misma técnica que
utilizaron Wilmut y Campbell.
4.3.2 Procedimiento
El procedimiento consiste en tomar una célula adulta diferenciada del animal
que se desea clonar. Se toma un óvulo de otro animal de la misma especie y
se le extrae el núcleo, esto con el fin de que este gameto no aporte ningún
material genético. Este óvulo anucleado es cultivado junto con la célula di-
ferenciada que es diploide; ambos son sometidos a impulsos eléctricos para En el año 2000, fue hallado muerto el
lograr la fusión, al tiempo que se simula la fecundación. La nueva célula di- último ejemplar de la especie cabra
ploide empieza a dividirse hasta convertirse en un embrión. Para conseguir un montesa pirenáica (Pyranean ibexo
embarazo, deben ser implantados muchos embriones en la madre sustituta. bucardo). Científicos conservaron su
piel congelada en nitrógeno líquido,
hasta que años después, mediante
4.3.3 Utilidad la clonación del material genético
La clonación ha sido utilizada para salvar especies extintas o en vía de ex- hallado en las células del cuerpo de
tinción. La obtención de animales clonados y transgénicos reviste una gran la cabra, se obtuvo el nacimiento de
importancia social y económica. En lo que respecta a la clonación humana, su una hembra. Aunque esta cabra murió
uso se restringe actualmente al terapéutico y solo se aplica a clonación de órga- poco después de nacer por un defecto
nos para trasplante. Es usual que, al recibir un trasplante, el receptor desarrolle en sus pulmones, se demostró que es
una respuesta inmunológica contra el órgano implantado ya que lo percibe posible clonar un organismo a partir
de células de un cadáver, lo que puede
como un cuerpo extraño. Por eso, la clonación solo se utilizaría para realizar
ser un hallazgo muy valioso para salvar
trasplantes que no generen rechazo inmunológico, ya que el órgano trasplan- especies extintas.
tado sería genéticamente idéntico al de la persona que recibe el trasplante.
© 119
Dolly al detalle
En 1997 se anunció el nacimiento de Dolly, el primer mamífero clonado mediante
transferencia nuclear. Esta técnica está basada en la utilización de núcleos de células
diferenciadas o de células embrionarias en un estado de desarrollo temprano. Enlace web
Conozcamos paso a paso cómo se realizó el proceso de clonación.
Oveja I
Oveja II
1 20 ©
Madre sustituta
7 a dividirse y, en fase de
embrión, es implantada
en la madre sustituta.
8
necesario implantar 277
La fusión celular fue cigotos para que solo uno
© 1 21
Competencias científicas
T ticamente idénticas de una célula u organismo a. es genéticamente idéntica a la oveja que donó
E se denomina: . el óvulo.
b. es genéticamente idéntica a la oveja que donó
N 2 Ordena los pasos que se siguen para realizar la célula de glándula mamaria.
C una clonación. Para ello, escribe los números
de 1 a 7 en el orden correspondiente.
c. es genéticamente idéntica a la oveja que la dio
I a luz.
1 22 ©
Identificar • Indagar • Explicar • Comunicar • Trabajar en equipo
9 La oveja Dolly padeció una artritis de apari- 12 ¿Qué crees que ocurriría si la clonación de un
ción muy temprana. La explicación más pro- individuo, por ejemplo, un dinosaurio fuera
bable de este hecho es que: exitosa?
a. la oveja que donó el óvulo sufría de artritis. 13 ¿Crees que valdría la pena intentar clonar un
b. le insertaron en su genoma el gen que pro- dinosaurio?, ¿por qué?
duce la artritis.
14 Imagina que un grupo de personas decide
c. la célula que donó el material genético ya era
clonar a Adolfo Hitler y responde las pregun-
adulta y, por lo tanto, era una célula vieja.
tas 15 y 16.
d. Dolly tenía una alteración cromosómica.
15 ¿Cuál sería tu posición al respecto y por qué?
10 Escribe un título para cada una de las imáge-
nes que observas a continuación, de acuerdo 16 ¿Crees que aparte de ser físicamente idéntico
con el tema visto. al original, el clon de Hitler también tendría
idéntica personalidad? Justifica tu respuesta.
© 1 23
SOY CIENTÍFICO NATURAL
Analicen un cariotipo
Objetivo Preguntas problematizadoras
Desarrollar habilidades para observar, com- ¿Qué tipo de información brinda un cariotipo?
parar y sacar conclusiones.
¿Cómo se organiza e interpreta un cariotipo?
Conceptos clave
Cromosomas homólogos, centrómero, me-
tacéntrico, submetacéntrico, acrocéntrico, Un cariotipo se puede elaborar a partir de cualquier tipo de muestra
autosomas, alosomas, síndrome. que contenga células vivas. La muestra más comúnmente utilizada
es la de sangre. El proceso para elaborar un cariotipo consiste en cul-
Materiales tivar las células para que inicien su ciclo celular y, luego, agregar una
Tijeras sustancia llamada colchicina que detiene el ciclo celular en metafase.
Pegante Las células se esparcen en una lámina portaobjetos y se hace una
Un cuaderno o una hoja tinción que permite observarlas al microscopio. Posteriormente, se
Una fotocopia de la página 104 toma una fotografía para obtener el cariotipo. Existen diferentes téc-
nicas de bandeo que permiten visualizar bandas en los cromosomas,
Metodología de trabajo para poder diferenciar unos de otros y obtener mayor detalle en el
En grupo análisis.
Procedimiento
1. Calquen o fotocopien la imagen del cariotipo representado en esta
página. Recorten cada cromosoma.
2. Organicen los cromosomas que recortaron teniendo en cuenta
las características que aprendieron de cada uno de los grupos. No
olviden primero identificar el centrómero y definir si se trata de un
cromosoma metacéntrico, submetacéntrico o acrocéntrico.
3. Los cromosomas de cada grupo se diferencian entre sí por su ta-
maño. Intenten organizar los grupos comparando sus tamaños
utilizando como parámetro el modelo de la siguiente página.
4. Tengan en cuenta los siguientes datos que les ayudarán a hacer un
excelente trabajo:
Puede tratarse de un hombre o de una mujer.
Pueden contar los cromosomas, esto les ayudará a definir si existe
alguna anomalía numérica.
Algunos de los cromosomas pueden tener la apariencia de estar
“doblados”, esto es normal debido al tratamiento que se realiza.
124 Acción de pensamiento: registro mis resultados en forma organizada y sin alteración alguna.
Me aproximo al conocimiento como científico natural
Resultados
Peguen, en el cuadro de la derecha, los cromosomas organizados según el modelo de la izquierda.
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18
13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 X 19 20 21 22 X
© 1 25
3
Entorno vivo
Control y regulación
El contexto
Los sistemas nervioso y endocrino comparten la función de
Tu plan de trabajo… mantener la homeostasis. Su objetivo es el mismo, pero actúan de
Entender los procesos de control y regulación diferentes maneras. El sistema nervioso responde con prontitud
en los seres vivos. a los estímulos mediante la transmisión de impulsos eléctricos
Reconocer las estructuras del sistema nervioso para regular todos los procesos mientras que el sistema endocrino
humano. lo hace más lentamente y por medio de sustancias químicas. Así
Identificar los mecanismos de percepción sensorial. los dos sistemas se encargan de permitir a las personas decidir y
Describir el funcionamiento del control endocrino. actuar con independencia. Lastimosamente, en algunos casos,
Explicar la importancia de la inmunidad. estos mecanismos son alterados por el uso de sustancias como el
alcohol y los psicoactivos.
Encuentra en tu
La situación actual
Evaluaciones:
Muchos accidentes de tránsito ocurren por conducir en estado de
3 Prueba Pisa 3 De desempeño
embriaguez. Esto sucede porque el alcohol altera:
34 Multimedia 1 Audio La percepción de las distancias.
2 Galería 13 Imprimibles El razonamiento con respecto a los límites de velocidad.
8 Actividades 5 Enlaces web La respuesta rápida y capacidad de maniobra.
Breve historia del estudio de la fisiología
Papiros egipcios
Describen síntomas de pacientes 1700 a. C. Hipócrates
Pregunta problematizadora con fractura de cráneo. Describe la relación entre el
cerebro y el comportamiento
500 a. C. humano.
¿Cómo puedes contribuir a reducir los accidentes de Luigi Galvani
tránsito relacionados con el consumo de licor? Descubre la naturaleza eléctrica Louis Pasteur
de la actividad muscular. 1708 Prueba la vacuna contra
Valorando la importancia de los sistemas de control y regulación.
la rabia, una enfermedad
Por ello, es fundamental que comprendas su función, estructura y parti- del sistema nervioso.
cipación en el mantenimiento del equilibrio interno. William Bayliss 1885
y Ernest Starling
Desarrollando compromisos de responsabilidad con tu propia vida
Descubren la función Camilo Golgi
y la de los demás. Por ello aprenderás a cuidar y proteger los sistemas mensajera de las 1902 y Santiago Ramón y Cajal
de control y regulación y conocerás las consecuencias de no hacerlo. hormonas.
Describen la estructura y el
Realizando acciones encaminadas a hacer que las personas con las funcionamiento de las neuronas.
1906
que compartes también desarrollen hábitos de responsabilidad Alan Hodgkin
vial. Por ello, discutirás y reflexionarás en torno al problema de conducir y Adrew Huxley
en estado de embriaguez y aprenderás a sensibilizar a otros respecto al Explican el mecanismo de 1963 Françoise Barré-Sinoussi
tema. transmisión del impulso y Luc Montagnier
nervioso. Aíslan el virus del SIDA, que
1986 ataca el sistema inmune.
Entorno vivo
1. Control y regulación
El control y la regulación son conceptos que se aplican a los sistemas vivos para
comprender los mecanismos que estos utilizan para detectar los cambios que su-
ceden en su medio interno y externo que puedan afectarlos y la forma en que
responden a ellos, manteniéndose relativamente estables. Algunas de las variables
que deben controlar los seres vivos incluyen, entre muchas otras, la temperatura,
los niveles de agua, glucosa, oxígeno y CO2, el pH y las concentraciones de sales
minerales y sustancias de desecho.
1.3 La autorregulación
Valores normales en la
El equilibrio interno se mantiene gracias a un flujo permanente de información:
composición del medio
interno en seres humanos
el organismo recibe información ya sea de su medio interno o su ambiente y, de
acuerdo con esta, “reporta” a las distintas partes del cuerpo lo que deben hacer.
Valor
Parámetro Intervalo Este flujo de información crea lo que llamamos un sistema de autorregulación u
normal
homeostasis.
Temperatura
37 18,3-43,3
(°C) La homeostasis se define como el proceso mediante el cual un organismo
pH 7,4 6,9-8,0 mantiene su medio interno dentro de un estrecho intervalo de condiciones
O2 (torr)* 40 35-45 necesarias para el óptimo funcionamiento de sus células.
CO2 (torr) 40 35-45
Na1 (mM)** 142 115-175 Todos los seres vivos aseguran su supervivencia gracias a sus funciones vitales.
K1 (mM) 4,2 1,5-9,0 Por ejemplo, la nutrición permite que todas las células de un organismo tengan
Ca21 (mM) 1,2 0,5-2,0 las condiciones óptimas para llevar a cabo todas sus actividades; la irritabilidad,
reflejada en los mecanismos como la defensa frente a los ataques de otros seres
Cl2 (mM) 108 70-130
vivos permite la supervivencia, y la función de reproducción, que se evidencia
Glucosa en los procesos de formación de nuevos individuos, permite la continuidad de la
85 20-1.500
(mg/dL)*** vida. A pesar de ser tan especializadas todas estas funciones, son posibles gracias a
* Unidad de presión la interacción de todas las células del organismo que trabajan como un todo. Por
** Molaridad eso, cualquier desequilibrio en alguna de estas funciones, afecta el funcionamiento
*** Miligramos/decilitro de todo el organismo.
1 28 Acción de pensamiento: explico la forma en que moneras, protistas, hongos y plantas captan estímulos, elaboran respuestas y las ejecutan.
Componente Procesos biológicos
© 1 29
1.4.4 Estímulos y respuestas en bacterias,
A
protistas y hongos
A diferencia de lo que sucede en los organismos pluricelulares, que tienen
células encargadas de detectar determinados estímulos, en los unicelulares
el individuo completo es quien capta el estímulo, elabora la respuesta y la
ejecuta. Las respuestas de estos organismos son muy diversas, y las podemos
agrupar en dos tipos:
Respuestas estáticas. Aquellas que no implican movimiento de la célula sino
una transformación de su estructura, lo que le permite soportar condiciones
adversas durante largos períodos de tiempo; este proceso se llama enquista-
miento.
B Respuestas dinámicas. Aquellas en las que la célula realiza algún movi-
miento, que puede ser de acercamiento al estímulo (respuesta positiva) o de
alejamiento (respuesta negativa). Estos movimientos se denominan tactis-
mos.
1.4.4.1 Bacterias
Aunque los mecanismos por los cuales las bacterias perciben estímulos son
muy poco conocidos, se han descubierto algunas proteínas de membrana
que actúan como receptores de señales y, frente a un determinado estímulo,
envían señales a los flagelos o cilios haciendo que la bacteria se acerque (tac-
Respuestas aerotácticas de bacterias tismo positivo) o se aleje (tactismo negativo) de este. Algunas cianobacte-
móviles, las cuales se han colocado entre rias para ascender almacenan gas en vesículas internas, y para descender, las
un portaobjetos y un cubreobjetos. desinflan.
A. Las bacterias aeróbicas se acumulan
cerca de los bordes donde la cantidad de 1.4.4.2 Protistas
O2 es mayor.
Los protistas se encuentran ocupando una gran cantidad de hábitats. Su
B. Las bacterias anaeróbicas estrictas
forma de captar estímulos y de responder a ellos puede ser muy variada y
se acumulan en el centro, en donde
depende, en gran medida, del medio donde se encuentran, el tipo de nutri-
la cantidad de O2 es muy baja.
ción que les caracteriza y su capacidad de movimiento. En el caso de protistas
fotosintetizadores como las algas, una de las principales respuestas es hacia
el estímulo de la luz, por lo tanto, su tactismo se denomina fototactismo
positivo. Las algas también son sensibles a variaciones de la temperatura am-
biental.
En cuanto a los protistos heterótrofos, sus respuestas a estímulos son más
complejas debido, entre otras razones, a que deben ubicar su alimento y huir
de posibles predadores. Los protozoos reaccionan frente a los estímulos con
diversas formas de tactismos, para lo cual cuentan con cilios, flagelos y seu-
dópodos que les permiten desplazarse. Entre los movimientos que realizan
los protistas, tenemos:
Ameboide. Se produce mediante expansiones del citoplasma, denominadas
pseudópodos. Es característico de organismos como la ameba.
Por muy simples que parezcan, los seres Vibrátil. Se realiza mediante cilios o flagelos, finas prolongaciones del cito-
unicelulares como este paramecio plasma de las células que los poseen. El paramecio presenta cilios. La euglena
también disponen de mecanismos de
posee un largo flagelo.
control y regulación. Perciben cambios en
su entorno y responden adecuadamente Contráctil. Se produce por acortamientos y alargamientos de la célula en
a ellos. una dirección, sin llegar a desplazarse. Es característico de la vorticella.
130 ©
Componente Procesos biológicos
1.4.4.3 Hongos
Los hongos carecen de estructuras para la locomoción, como cilios o flage-
los. No pueden desplazarse, pero sus filamentos pueden crecer rápidamente
para responder a diferentes estímulos, especialmente al de la disponibilidad
de alimento. Recordemos que algunos hongos están formados por una red
de filamentos que invaden el sustrato del cual se alimentan y, en ocasiones,
una de sus respuestas es la formación de un cuerpo fructífero, que se encarga
de la función de reproducción sexual. Al escasear el alimento, el cuerpo fruc-
tífero se degrada rápidamente. Algunos hongos que viven en el suelo han
desarrollado ingeniosas trampas y filamentos compuestos por hifas especia-
lizadas que les permiten capturar y matar protozoos y pequeños nematodos
habitantes del suelo. Los hongos también son capaces de responder ante la
presencia de otros organismos que traten de explotar la misma fuente de ali-
mento. Para esto, producen sustancias tóxicas que les impiden crecer.
© 131
1.4.5.2 Acción hormonal en plantas
Cada hormona puede producir diversas respuestas de las células de la planta, de-
pendiendo de factores como el tipo de célula blanco, la etapa desarrollo de la
planta, la concentración de la hormona y la presencia de otras hormonas. Además,
la acción de ciertas hormonas vegetales varía dependiendo de la especie de planta.
Giberelina Etileno
Se produce en casi todos Se produce en tejidos en
los tejidos; su formación crecimiento y en los frutos.
se asocia a estímulos Estimula la maduración
lumínicos. Estimula el de los frutos, induce el
crecimiento en altura y crecimiento de la raíz;
la germinación; induce inhibe el crecimiento en
la formación de la flor. altura e incrementa el
diámetro del tallo.
Citoquinina
Se produce en órganos
que están en crecimiento.
Estimula la formación de Auxinas
órganos y el crecimiento
Se producen en los ápices
lateral (formación de las
de los tallos, tejidos de
ramas); retardan la vejez
crecimiento en órganos
o la senescencia de las
jóvenes y raíces. Estimula
plantas.
el crecimiento en altura, la
formación y el crecimiento
de las raíces, retarda la
caída de las hojas, las
flores y los frutos jóvenes;
Ácido abscísico colaboran en procesos de
Se produce en hojas, raíces defensa de las plantas.
y semillas maduras. Puede
inducir respuestas cuando
las plantas se encuentran
bajo situaciones de estrés:
por ejemplo, en ausencia
de la auxina hace que los
estomas se cierren, o si hay
baja disponibilidad
de nutrientes, el creci-
miento de la planta dismi-
nuye. También promueve
la floración y el desarrollo
de los frutos.
132 ©
Componente Procesos biológicos
Ampliación
1.4.5.3 Respuesta de las plantas a estímulos multimedia
Las plantas presentan diferentes mecanismos de respuesta a estímulos que les per-
miten sortear diversas situaciones del medio en el que se encuentran. La gran
Lexicón
mayoría de estos mecanismos son controlados por la acción de las hormonas y su Tropismo: compuesta por
interacción con los estímulos del ambiente como la luz, la gravedad, la cantidad de la palabra griega tropos que
agua y la presión. Estos son los tropismos, las nastias y el fotoperíodo. significa “vuelta” y el sufijo ismo
que significa “actividad”.
Los tropismos son respuestas permanentes ante un estímulo, en las que se produ-
cen cambios en la dirección del crecimiento de la planta. Un tropismo se consi-
dera positivo si está dirigido hacia el estímulo y negativo, si se produce en sentido
contrario. Los principales tipos de tropismos son:
Fototropismo. El estímulo que lo provoca es la luz. Los tallos crecen hacia la luz.
Geotropismo. Es una respuesta ante la gravedad. Las raíces crecen hacia el inte-
rior de la tierra, lo que facilita a la planta la obtención de agua y de sales minerales.
Tigmotropismo. Es una respuesta ante un contacto. Las plantas trepadoras,
como la vid, se enrollan alrededor de un soporte.
Hidrotropismo. Es provocado por el agua. Las raíces de las plantas crecen hacia
zonas del suelo con abundante agua.
Las nastias son reacciones pasajeras de determinadas zonas de la planta como
respuesta a un estímulo externo. A diferencia de los tropismos, las nastias no se
producen en una dirección determinada y son transitorias. Algunos ejemplos de
Los girasoles siguen la luz solar
nastias se presentan en la planta conocida como mimosa sensitiva o dormilona
gracias a la interacción de proteínas
(Mimosa pudica) la cual repliega totalmente sus hojas ante cualquier contacto. De fotorreceptoras y hormonas.
igual forma, las plantas carnívoras como la planta rocío de sol (género Drosera) y la
venus atrapamoscas (Dionaea muscipula) presentan este tipo de respuesta.
El fotoperíodo es una respuesta biológica a la alternancia de los ciclos de luz y
oscuridad durante un ciclo anual. Todas las plantas están expuestas a los cambios
ambientales asociados a las estaciones del año, especialmente en las regiones tem-
pladas del planeta ya que los períodos de luz son más cortos durante el invierno y
más largos durante el verano. Para ello, las plantas poseen pigmentos fotorrecep-
tores que son sustancias químicas que sirven para “medir” estos cambios en los
períodos de luz y hacer que la planta presente un ciclo de estados. Un ejemplo de
ello es el de los árboles que pierden las hojas antes del invierno, florecen durante
la primavera y fructifican en verano. Por otra parte, muchas semillas necesitan la
vernalización para germinar, es decir, estar expuestas al frío durante cierto período
de tiempo. Esto evita la germinación antes del invierno, que sería mortal para las
plantas jóvenes.
Las plantas reaccionan de distintas maneras cuando detectan cambios desfavora-
bles en el medio ambiente, como la falta de agua. Un mecanismo es la abscisión
o la caída de las hojas, que sirve para evitar la pérdida de agua a través de los
estomas. Otras plantas experimentan la senescencia que consiste en la formación
de semillas a costa de los nutrientes del propio cuerpo, lo que ocasiona el enveje-
cimiento y la muerte de la planta. Las semillas también son capaces de soportar
períodos difíciles mediante la dormancia, que es una suspensión del crecimiento
y la actividad celular.
La venus atrapamoscas (Dionaea
En el día a día, las plantas siguen la posición del Sol ubicando las hojas en el án- muscipula) utiliza mecanismos
gulo adecuado para que los rayos activen la clorofila, el pigmento fotorreceptor como las nastias para atrapar
central de la fotosíntesis. Esta actividad se llama seguimiento solar. pequeños artrópodos.
© 133
Competencias científicas
T
E Tigmotropismo
N
C Hidrotropismo
I
A 2 Escribe V, si la afirmación es verdadera o F, si
S es falsa.
Los órganos de los sentidos son efectores
que captan estímulos del exterior. 5 ¿Cuáles coleóptilos respondieron al estímulo
Las respuestas del sistema nervioso son pro- lumínico?
gresivas y continuas.
6 ¿Cuál fue la respuesta?
Las plantas producen hormonas ya que po-
seen un sistema especializado en esta fun- 7 ¿Qué nombre recibe esta respuesta?
ción.
8 ¿En qué parte del coleóptilo se ubican los re-
3 Completa cada enunciado. ceptores de luz?
Las hormonas de la planta que intervienen en la
9 ¿Qué nombre reciben dichos receptores?
germinación de una semilla son:
10 ¿Qué hormona controla este proceso?
la caída de un fruto 11 ¿Qué tipo de respuesta se observa en las si-
son: guientes imágenes?
la formación de brotes o yemas
son:
la formación de las flores
son:
el crecimiento de una planta
joven de fríjol son:
13 4 ©
Identificar • Indagar • Explicar • Comunicar • Trabajar en equipo
Enunciado V F
Muchas semillas germinan.
Las plantas crecen y se desarrollan
rápidamente.
Muchas semillas se mantienen
dormantes.
Aumenta la fotosíntesis que realizan
las hojas de las plantas.
Uno de los procesos más importantes en la his-
toria de la humanidad fue la domesticación de
13 Analiza la siguiente información y, con base
las plantas, que permitió al hombre pasar de la
en ella, realiza las actividades 14 y 15.
vida nómada al sedentarismo. Se piensa que los
Camila colocó varias semillas de garbanzo cu- humanos guardaban las semillas de las plantas
biertas con trozos de algodón humedecido en que comían y luego las sembraban.
dos frascos A y B. Después de algunos días las
plantas germinaron, pero Camila salió de vaca- 17 ¿Qué tipos de semillas serían más adecuadas
ciones y al volver, se percató de que el frasco B se para sembrar: las que requieren vernaliza-
había caído como se muestra en la imagen. ción o las que no? Justifica tu respuesta.
PROPONGO
A. B. 20 Lee el siguiente texto.
14 Describe lo que le ocurrió a las plantas de los El alcohol y las drogas afectan la comunicación
dos frascos. entre los receptores sensoriales y el cerebro,
alterando el comportamiento y la capacidad de
reacción. Por eso, la embriaguez es la principal
causa de accidentes de tránsito.
15 Explica qué tipo de respuesta se evidencia en 21 Prepara con tus compañeros una dramatiza-
estas plantas. ción que advierta acerca de los peligros de
conducir en estado de embriaguez y presén-
tenla ante compañeros de otros cursos.
© 135
Galería de
imágenes 2.Estímulos y respuestas en animales
La capacidad de desplazamiento de los animales para ir en busca de alimento,
pareja y territorio, sumada a su organización pluricelular y a las fuertes pre-
siones selectivas a las que se han sometido durante millones de años de evo-
lución, les ha permitido desarrollar mecanismos especializados en captar
estímulos y responder a ellos, logrando mantener el control de todas las fun-
ciones vitales y la regulación del medio interno. Estas funciones son realiza-
das principalmente por sus sistemas nervioso y endocrino.
Ampliación
2.1 El sistema nervioso multimedia
El sistema nervioso capta estímulos con ayuda de los receptores, elabora res-
La vida consiste en percibir el medio
puestas mediante centros de elaboración y envía las respuestas a los efectores
ambiente, procesar la información y
reaccionar adecuadamente. En pocas
encargados de ejecutarlas.
palabras, esta es la función del sistema
nervioso. 2.1.1 Receptores
Los receptores captan la información del medio interno y externo del ani-
mal, manteniéndolo informado de su estado y situación. Los receptores in-
cluyen terminaciones nerviosas, células aisladas en contacto directo con el
resto del cuerpo de animal, tejidos constituidos por células especializadas y
en animales más complejos, los receptores forman órganos de los sentidos.
2.1.3 Efectores
Una vez que el centro nervioso recibe e interpreta la información, la procesa y
elabora una respuesta. Entonces el centro nervioso envía una señal, en forma
de impulso nervioso, a través de los nervios, hacia los efectores para que la
ejecuten. La respuesta puede ser de dos tipos: motora y secretora.
Respuesta motora. Los efectores de este tipo de respuestas son los músculos,
que se contraen o relajan al recibir un impulso nervioso. Esta contracción o
relajación provoca el movimiento de alguna parte del animal.
Respuesta secretora. Implica la secreción de alguna sustancia. Los órganos
efectores son las glándulas, que producen y secretan diferentes sustancias
químicas cuando reciben los impulsos nerviosos correspondientes. Las sus-
tancias secretadas pueden ser:
Hormonas, que funcionan como mensajeras dentro del cuerpo. Son
producidas por las glándulas endocrinas y se liberan en la sangre, la cual
las distribuye por todo el organismo para que actúen de manera específica
sobre células y órganos determinados.
Feromonas, que funcionan como mensajeras fuera del cuerpo y actúan
como señales de comunicación, induciendo en los individuos, general-
Esta madre ejecuta respuestas motoras mente de la misma especie, un comportamiento determinado.
cuando protege a su cría de depredadores Las respuestas secretoras tienen efectos más lentos y prolongados que las
y respuestas secretoras, al amamantarla. motoras.
136 ©
Componente Procesos biológicos
© 137
Función de las neuronas
Las neuronas reciben o captan señales, elaboran respuestas y las transmiten hasta
Dendritas
otras neuronas o hasta los efectores encargados de ejecutarlas.
Ampliación
Cuerpo celular Tipos de neuronas multimedia
De acuerdo con la dirección en la que se transmite el impulso nervioso, las neuro-
Axón nas se clasifican en sensitivas, de asociación y motoras.
Neuronas sensitivas. Llevan la información, captada por los receptores, hasta el
sistema nervioso central; es decir, hacia el encéfalo y la médula espinal.
Neuronas de asociación o interneuronas. Ejercen funciones de asociación y de
integración y forman parte del sistema nervioso central.
Neuronas motoras. Envían la información desde el sistema nervioso central hasta
los efectores, provocando una respuesta como la contracción de los músculos o la
Dependiendo de la dirección en la secreción de las glándulas, entre otras.
que transmitan el impulso nervioso,
las neuronas pueden ser sensitivas, De acuerdo con la cantidad de proyecciones que tienen, las neuronas se clasifican
motoras o de asociación. en multipolares, bipolares y unipolares.
Poseen muchas dendritas y un axón. Por Poseen una dendrita principal y un axón. Poseen una única prolongación que se
ejemplo, las neuronas que forman el encé- Son células nerviosas sensoriales presentes divide en forma de T formando un par de
falo y la médula. en los órganos de los sentidos. Por ejemplo, prolongaciones más largas. Las neuronas
las que se ubican en la retina. sensitivas son de este tipo.
Contribuyen a regular el am- Forman vainas de mielina que Migran por el sistema nervioso Revisten las cavidades (ven-
biente que rodea a las neuro- rodean a varios axones conti- central y se encargan de inmu- trículos) del encéfalo y el canal
nas entrelazándose y formando guos, produciendo la sustan- nizar el tejido nervioso, es decir, central de la médula espinal.
una red a su alrededor y apor- cia blanca del sistema nervioso protegerlo contra organismos Son las encargadas de producir
tándoles nutrientes. central. invasores mediante fagocitosis. el líquido cefalorraquídeo.
138 ©
Componente Procesos biológicos
Célula de Schwann
Están formadas por un solo axón y varias células de Schwann ro- Están constituidas por varios axones que quedan recubiertos por
deadas en capas concéntricas, lo que forma la vaina de mielina. evaginaciones de las células de Schwann, sin formar capas con-
Entre dos células de Schwann consecutivas existen estrangula- céntricas.
mientos sin mielina llamados nódulos de Ranvier.
Estructura de un nervio
2.1.5 Nervios
Las fibras nerviosas se pueden agrupar para formar los nervios, que están prote-
gidos por varias capas de tejido conjuntivo denominadas endoneurio, perineurio
y epineurio. Los nervios forman la mayor parte de la ruta para los impulsos ner- Ganglio
viosos que van desde los órganos sensoriales hasta los centros de elaboración, y de Nervio
estos a los órganos efectores. Pueden tener decímetros y hasta metros de longitud.
Encéfalo Médula
espinal
2.1.5.1 Ganglios nerviosos
Epineurio
Los cuerpos de las neuronas pueden estar agrupados en estructuras denominadas Perineurio
ganglios que, junto con los nervios, forman el sistema nervioso periférico. También Endoneurio
están formados por tejido conjuntivo. Su función es proteger los puntos de unión Célula de
entre distintas neuronas del SNC y el SNP. Los ganglios pueden ser: Schwann
Fascículo Axón
Sensitivos, si forman parte de la vía que conduce la información hacia el cerebro.
Nervio
Vegetativos, si pertenecen a la vía que comunica las respuestas tanto al sistema
locomotor como a los órganos internos.
© 139
Ampliación
Actividad
2.1.6 El impulso nervioso multimedia
Así se produce el impulso nervioso La transmisión de una señal entre neuronas contiguas se llama sinapsis y
se realiza mediante impulsos nerviosos, que son mensajes electroquímicos
A que pueden originarse en el sistema nervioso o en los órganos receptores. El
impulso nervioso viaja siempre en el mismo sentido: la información ingresa
a través de las dendritas, el impulso se genera en el cuerpo celular, viaja a
través del axón y es enviado por los terminales nerviosos a otras neuronas o
B
hasta los efectores. El impulso nervioso está determinado por el gradiente de
concentración y el potencial eléctrico.
Gradiente de concentración. Cuando una sustancia se encuentra más con-
centrada a un lado de la membrana, las partículas tienden a escapar hacia los
espacios vacíos del lado opuesto.
Potencial eléctrico o potencial en reposo. Es la capacidad de desplaza-
miento de una carga eléctrica y depende de la diferencia entre la cantidad
total de cargas que existen en dos espacios. El citoplasma tiene carga negativa
con respecto al medio extracelular, aunque en ambos (citoplasma y medio
1. En condiciones normales, una fibra extracelular) hay iones positivos y negativos. A esta diferencia se le conoce
nerviosa en reposo está polarizada: como potencial de membrana. Debido a que las cargas positivas y negativas
en el exterior de su membrana hay se atraen entre sí, el potencial eléctrico crea una fuerza de atracción sobre los
gran cantidad de cationes (A) y en el iones que participan en el impulso eléctrico.
interior, un predominio de aniones
(B). Esta distribución crea una diferen- 2.1.6.1 Permeabilidad de la membrana
cia de carga entre ambos lados de la
membrana, que produce un potencial La membrana celular es permeable, es decir, permite que algunas sustancias
eléctrico o potencial de reposo. La entren o salgan de la célula. El cambio en el potencial eléctrico o en las
membrana plasmática actúa como concentraciones, entre otros mecanismos, puede habilitar el paso hacia el
aislante e impide que se cree corriente interior celular, pero la permeabilidad depende del tipo y cantidad de canales
eléctrica entre el exterior y el interior. abiertos para cada tipo de ion. Algunos canales son:
Canales iónicos. Las proteínas de membrana tienen un canal apropiado para
cierto tipo de iones. Cuando se abren, los iones pasan siguiendo el gradiente
de concentración. Este flujo es espontáneo y por eso no consume energía.
Bomba de sodio y potasio. Es un mecanismo que garantiza el flujo perma-
nente de iones sodio y potasio entre la membrana de la neurona y el medio
extracelular manteniendo el equilibro en la concentración de estos dentro y
fuera de la célula.
2. Un cambio en la distribución de
aniones y cationes, dentro y fuera de
la membrana de las neuronas, inicia 3. Las áreas contiguas al punto donde se pro-
el impulso nervioso. Cuando el axón duce la despolarización se ven afectadas por
es estimulado, se provoca la altera- corrientes de cargas positivas hacia el interior, lo
ción local de la permeabilidad de la cual produce nuevos potenciales de acción en
membrana, y entran muchos iones estas zonas. El potencial de acción se debe a la
Na+. Esto hace que el interior se car- propagación de estas corrientes, y origina una
gue positivamente, y el exterior, ne- onda de despolarización que viaja a lo largo de la
gativamente en ese punto, además se neurona, y se constituye así el impulso nervioso.
registra una inversión muy breve de
la polaridad. Esta inversión crea una
variación brusca de la diferencia de 4. Después, la neurona vuelve a repolarizarse
potencial que se denomina potencial mediante una onda de repolarización que se
de acción. debe a la salida de iones K1 desde el interior.
14 0 ©
Componente Procesos biológicos
Sinapsis química
Es la transmisión de una señal mediante sustancias químicas llamadas neu-
rotransmisores. Cuando el potencial de acción llega al terminal nervioso,
se abren canales de calcio (Ca12) del espacio extracelular, y los iones calcio Botón de la
ingresan a favor del gradiente. Los iones calcio estimulan la liberación (a neurona motora
través de vesículas sinápticas) de neurotransmisores, los cuales se difunden
Mitocondria
a la membrana de la siguiente neurona o membrana postsináptica, donde
causan la apertura de ciertos canales iónicos. Si un neurotransmisor abre un
Vesícula sináptica
canal de sodio (Na1), genera una respuesta excitatoria que se convierte en
un impulso nervioso en caso de llegar al axón. Pero si el neurotransmisor
abre un canal de cloro (Cl2), produce el efecto contrario o una respuesta
inhibitoria. Como una neurona hace muchas sinapsis al tiempo, la genera-
Neurotransmisor
ción del impulso nervioso depende de la sumatoria de respuestas inhibitorias
y excitatorias que recibe, es decir, el potencial de acción se producirá si hay Canal de voltaje
más respuestas excitatorias que inhibitorias. Este balance se lleva a cabo en la para Ca12
membrana del cuerpo celular y las dendritas, ya que estas estructuras tienen
un efecto amplificador de los estímulos y muy pocos canales de sodio. Por Membrana celular
la misma razón, los canales de sodio se concentran en la membrana celular del músculo
del axón. Una vez que los neurotransmisores han actuado, deben desalojar esquelético
el espacio sináptico para permitir a la neurona detectar un nuevo estímulo.
Según las estructuras que se unen,
Este proceso conocido como limpieza del espacio sináptico ocurre mediante la sinapsis puede ser: axodendrítica (A)
tres mecanismos distintos: la destrucción del neurotransmisor por proteínas o sinapsis entre un axón y una dendrita;
enzimáticas, la difusión simple del neurotransmisor en el medio extracelular axosomática (B) o sinapsis entre un axón
y la reabsorción del neurotransmisor por proteínas de membrana que reali- y un soma; axoaxónica (C) o sinapsis
zan transporte activo, es decir, que consumen energía para transportar las entre dos axones; dendrodendrítica (D)
moléculas en contra del gradiente de concentración. o sinapsis entre dos dendritas;
Ampliación dendrosomática (E) o sinapsis entre
Sinapsis eléctrica multimedia un soma y una dendrita; somatosomática
Es la transmisión de una señal sin la intervención de neurotransmisores. La (F) o sinapsis entre dos somas; unión
llegada del impulso nervioso al terminal causa la apertura de canales iónicos, neuromuscular (G) o sinapsis entre
llamados uniones gap o brecha, que conectan el citoplasma de dos neuronas neurona y un órgano efector, y unión
en contacto. El flujo libre de electrones transmite la señal al siguiente axón neuroglandular (H) o sinapsis entre
con mayor rapidez que en la sinapsis química. una neurona y una glándula.
E Cartílago cricoides
F
Glándula tiroides
B
A D
G
H
C
© 1 41
2.1.7 Evolución del sistema nervioso
Ampliación
multimedia El sistema nervioso es una característica única de los animales, excepto en el filo de
los poríferos, como las esponjas de mar. En todos los demás animales, las células
nerviosas o neuronas son muy parecidas, pero se organizan de distintas formas en
cada grupo. El sistema nervioso se ha ido transformando desde aglomeraciones de
neuronas hasta sistemas muy complejos.
Cordón nervioso
Ganglios cerebrales
Los animales de simetría bilateral se caracterizan por ser más activos y, en con-
Cordón nervioso secuencia, requieren procesar más información en poco tiempo. Sus sistemas
nerviosos se caracterizan por presentar acumulaciones de neuronas, que se
unen y forman cordones nerviosos dispuestos a lo largo del cuerpo. Estos se
ramifican para abarcar todos los órganos, como por ejemplo, en los platelmintos.
Una característica especial del sistema nervioso de los platelmintos es la presen-
cia de ojos simples. Estas estructuras portan pigmentos fotorreceptores que le
permiten al animal diferenciar entre claro y oscuro, mas no forman imágenes. Los
Planaria platelmintos dan respuestas negativas a la luz, es decir, se alejan de esta.
Estrella de mar
14 2 ©
Componente Procesos biológicos
© 1 43
Evolución del sistema nervioso en vertebrados
Enlace web Ampliación
multimedia Los vertebrados poseen un cordón nervioso protegido generalmente por vértebras
y un encéfalo ubicado dentro de un cráneo.
144 ©
Componente Procesos biológicos
© 1 45
Competencias científicas
S
cuya función es
conexiones impulso nervioso
con otras neuronas Aportar nutrientes
cuya unión forma a las neuronas
Integra estímulos
provenientes de
muchas neuronas
cuya función es
cuya unión forma
Defender a las demás
células nerviosas de
agentes infecciosos
14 6 ©
Identificar • Indagar • Explicar • Comunicar • Trabajar en equipo
6 Analiza el siguiente gráfico que muestra 11 Explica la función e importancia del tejido
cómo cambia el potencial de membrana a lo conectivo como parte del sistema nervioso.
largo del tiempo, cuando el impulso nervioso
pasa por una sección de un axón. Con base en Desarrollo compromisos personales y sociales
él, realiza la actividad 7.
Potencial de membrana (mV)
50
ARGUMENTO
30
12 Lee el siguiente texto.
0
El sistema nervioso humano procesa grandes
-40 cantidades de información debido a que cada
-50 impulso nervioso dura muy poco tiempo, en-
-60
tonces las neuronas quedan listas para recibir
-70
1 2 3 4 5 una nueva señal. Sin embargo, algunas sus-
Etapas tancias como el alcohol, las drogas y ciertos
medicamentos prolongan el tiempo de unión
7 Escribe el número correspondiente a cada
entre los neurotransmisores y los receptores de
etapa del proceso.
membrana, es decir, hacen que la sinapsis dure
Potencial de reposo inicial. más tiempo. En ese tiempo extra, el organismo
Restablecimiento del potencial de reposo. es incapaz de recibir información y, por lo tanto,
Apertura de los primeros canales de sodio. de reaccionar a tiempo: las imágenes se perci-
ben como en “cámara lenta” y los movimientos
Cierre de los canales de sodio. del cuerpo se hacen lentos y torpes.
Potencial de acción, generado por la aper-
tura de muchos canales de sodio. 13 ¿Qué relación tiene el texto anterior con
el proceso llamado “limpieza del espacio
8 Observa y analiza las imágenes. sináptico”?
© 1 47
Entorno vivo
Corteza
cerebral
3.1 El sistema nervioso central Actividad
3.1.1 El encéfalo
El encéfalo se ubica dentro del cráneo e incluye las siguientes estructuras: en
su parte anterior o prosencéfalo, contiene el cerebro, el tálamo, el hipotálamo
Bulbo raquídeo y el hipocampo; en su parte media o mesencéfalo, incluye la sustancia reticular
y, en la parte posterior o rombencéfalo, contiene el bulbo raquídeo, la pro-
Puente de Varolio Mesencéfalo
tuberancia anular y el cerebelo. El mesencéfalo, la protuberancia anular y el
o protuberancia anular Cerebelo bulbo raquídeo forman en conjunto el denominado tallo cerebral.
Prosencéfalo
Cerebro Hipotálamo Tálamo Hipocampo
Coordina el movimiento, el equi- Participa en la regulación del Transmite los impulsos senso- Controla comportamientos como
librio y la inteligencia, de ma- sistema nervioso autónomo, riales al cerebro y los impulsos el deseo sexual y la ira. Participa en
nera que permite el desarrollo de de la glándula hipófisis, y de motores emitidos por este hacia el proceso de memorización, alma-
actividades como leer, escribir, las emociones, el comporta- el órgano efector. Interviene en cenando recuerdos que asocia con
hablar, realizar operaciones ma- miento, la ingesta de alimentos las emociones y la memoria, la experiencias previas. Se encarga de
temáticas, entre otras. y la temperatura corporal. cognición y la conciencia. la orientación espacial.
Mesencéfalo Rombencéfalo
Sustancia reticular Bulbo raquídeo Protuberancia anular Cerebelo
Participa en la percepción visual y Participa en el control de la res- También llamado puente de Va- Coordina la postura, el movimiento
auditiva. Regula el sueño, la vigi- piración y el ritmo cardíaco, la rolio, transmite impulsos de un y el equilibrio. Evalúa si se están
lia, el tono muscular y algunos re- temperatura, la secreción de hemisferio del cerebro al otro y realizando adecuadamente los
flejos. Filtra información sensorial jugos gástricos, la tos y la deglu- entre el bulbo y el mesencéfalo. movimientos de las áreas motoras
para transmitirla hacia la corteza ción. Comunica la médula con Participa en el control de las fun- del cerebro y corrige sus variacio-
cerebral. el cerebro. ciones motoras y la emoción. nes.
14 8 Acción de pensamiento: explico la organización y el funcionamiento del sistema nervioso en seres humanos.
Componente Procesos biológicos
Recurso Ampliación
3.1.1.1 El cerebro imprimible multimedia
Constituye la mayor parte del encéfalo. Su capa externa se denomina corteza Corte frontal del encéfalo
cerebral (ver A en las imágenes), y esta a su vez se divide en dos capas:
I H
Una externa de sustancia gris (B), compuesta por cuerpos celulares y dendri-
F
tas. E A
Una capa interna de sustancia blanca (C), compuesta por axones mieliniza-
dos que conectan varias partes del encéfalo. La función de la corteza cerebral C B
es procesar la información recibida, compararla con la información almace-
nada y generar una respuesta. D
I
Durante el desarrollo embrionario, el tamaño del encéfalo aumenta con rapi-
dez y con él, la sustancia gris; a diferencia de la sustancia blanca que perma-
nece subyacente y en menor cantidad. La diferencia entre estas dos sustancias
origina unos pliegues denominados circunvoluciones que, cuando son muy
profundos, forman cisuras (D), o si son muy leves, se denominan surcos (E).
La cisura más prominente es la cisura perpendicular interna (F), que divide
al cerebro en dos mitades, izquierda y derecha, formando los hemisferios
cerebrales (H, I) que se comunican por medio del cuerpo calloso (G), una Corte sagital del encéfalo
estructura conformada de sustancia blanca.
El hemisferio cerebral izquierdo (H) es el responsable del habla, la escritura, D
la lógica, las matemáticas, el cálculo y el análisis; además controla las funcio-
nes motoras del lado derecho del cuerpo. G
El hemisferio cerebral derecho (I) es el responsable de los sentimientos, las
habilidades artísticas y musicales, la memoria visual y la capacidad de sínte-
sis. Este hemisferio controla el lado izquierdo del cuerpo.
Cada hemisferio cerebral se subdivide en cuatro lóbulos que se denominan
de acuerdo con el hueso que los protege. En los lóbulos se procesa informa-
ción sensitiva y motora, y se llevan a cabo las funciones mentales superiores
como el cálculo, la memoria, el juicio, el raciocinio, la orientación, la lógica
y el lenguaje:
El lóbulo frontal (J) está ubicado en la porción anterior del cerebro bajo la
frente. Regula la función motora determinando qué hacer y quién lo ejecuta.
Participa en la producción del lenguaje hablado, el juicio, la memoria a corto
plazo, la inteligencia, los sentimientos, las emociones y la personalidad. Vista lateral de la corteza cerebral
Igualmente permite la planeación de conductas y la toma de decisiones. En
el área frontal izquierda o área de Broca, se encuentran los centros de control
superior del lenguaje hablado. J K
© 1 49
3.1.2 La médula espinal
Estructura de la médula espinal La médula espinal pasa por dentro del canal raquídeo formado por los arcos
Encéfalo vertebrales de la columna y se divide en múltiples ramas. Su función es co-
municar al encéfalo con el resto del cuerpo, conduciendo impulsos nerviosos
Médula espinal hacia el cerebro y desde este, hacia los órganos efectores. También controla
muchas acciones reflejas que no requieren de la intervención de la parte cons-
ciente del cerebro, llamadas acciones involuntarias.
Sustancia gris Sustancia blanca Sustancia gris Sustancia blanca Plano transversal de una vértebra que muestra
Canal central Raíz posterior Raíz posterior la ubicación de la médula espinal
Médula Apófisis espinosa
espinal
Duramadre
Aracnoides Médula
Piamadre espinal
Raíz anterior Raíz anterior Aracnoides
Duramadre
150 ©
Componente Procesos biológicos
© 1 51
3.3 Sistema nervioso periférico (SNP) Actividad
Nervios espinales y raquídeos El sistema nervioso periférico (SNP) se compone de nervios y ganglios que
se distribuyen entre el SNC, y los tejidos y órganos del individuo. Su fun-
Cerebro
ción es recibir la información desde los órganos sensoriales, transformarla
en impulsos nerviosos, transmitirlos hasta el SNC y, cuando este genere una
respuesta, conducirla hasta los órganos efectores.
Ampliación
3.3.2 Sistema nervioso somático y autónomo multimedia
El sistema nervioso periférico somático (SNS) ejerce control sobre las ac- Argumento
ciones voluntarias del cuerpo, es decir, aquellas que se realizan de manera
consciente como el movimiento de los músculos esqueléticos; mientras que 1. ¿Qué crees que sucede cuando se
aquellas que no son voluntarias o conscientes como los movimientos del daña el sistema nervioso simpático?
corazón y del músculo liso que recubre internamente los órganos, y las se- Respalda tu respuesta con dos
razones.
creciones de las glándulas, son controladas por el sistema nervioso periférico
autónomo (SNA). Existen otras diferencias entre estos dos sistemas: 2. Formula una hipótesis que explique
si la producción de saliva por parte
Neuronas diferentes y separadas: en los dos sistemas, las neuronas motoras de las glándulas salivales se vería
se localizan en el SNC, pero en el SNS los axones van directamente a los afectada durante un estado de miedo
músculos esqueléticos, mientras en el SNA los axones hacen sinapsis con o angustia.
otras neuronas motoras que luego llegan hasta ellos. 3. Describe, paso a paso, un
Estímulo e inhibición. El SNS puede estimular a un efector, pero no puede experimento que ponga a prueba
inhibirlo, es decir, hacer que se detenga; en cambio, el SNA puede realizar las tu hipótesis del punto anterior.
dos funciones.
El SNA se divide en el sistema nervioso simpático y el sistema nervioso para-
simpático, que se diferencian en su anatomía, función y en los transmisores
químicos que involucran. Estos sistemas tienen un efecto antagónico, ya que
los dos inervan los mismos tejidos y órganos.
© 1 53
Competencias científicas
E A B Tálamo
N 1 2 1 2 1 2 1 2
Tronco encefálico
Lóbulo
1 2 1 2 1 2 1 2 Funciones atrofiadas
afectado
3 4
1 2 1 2 1 2 1 2
3 4 3 4 3 4 3 4
1 2 1 2 1 2 1 2
3 4
3 4 3 2 6 Completa en tu cuaderno un cuadro como el
siguiente.
15 4 ©
Identificar • Indagar • Explicar • Comunicar • Trabajar en equipo
© 1 55
Entorno vivo
Neuronas motoras
Fibra muscular
extrafusal Bursa
Fibras
musculares
intrafusales
Líquido
sinovial
Membrana
sinovial
Patela
Menisco
Terminaciones Bursa
nerviosas
sensitivas
Cápsula
Ligamento Cartílago
Tendón de la patela Tibia articular Peroné
© 1 57
Ampliación
4.2 Morfología de los receptores cutáneos
multimedia Son aquellos que se ubican en la piel y captan sensaciones táctiles. Existen dos
formas en las que se pueden tener sensaciones táctiles: el tacto burdo, por el cual se
percibe algo que ha tenido contacto con la piel sin que se puedan precisar detalles
como la forma o la textura, y el tacto discriminativo por el cual se recibe informa-
ción específica acerca de la sensación, como el sitio exacto de la piel donde se tuvo
contacto y las características de la fuente del estímulo. Los receptores cutáneos son:
A
A Epidermis J Bulbo piloso
K
B Dermis K Terminación
nerviosa libre I F
C Tejido subcutáneo B
L Corpúsculo de Ruffini M
D Raíz del pelo
E Músculo erector M Corpúsculo Q
de Meisnner E O
del pelo C
N Corpúsculo de Pacini J
F Papilas dérmicas L
G Tejido adiposo O Discos de Merkel D H
P Nociceptor del dolor
P
H Glándula sudorípara Bulbo raquídeo
Q Plexos de la raíz G
I Glándula sebácea N
del pelo
158 ©
Componente Procesos biológicos
4.3 Quimiorreceptores
Son los receptores que responden a moléculas disueltas en líquidos. En el Estructura de los sentidos
cuerpo humano tenemos dos tipos: los del gusto y los del olfato. del olfato y del gusto
Ampliación B
4.3.1 El olfato multimedia I
El sentido del olfato permite detectar y procesar los olores. Su órgano es la
nariz a través de la cual los estímulos olorosos penetran por las fosas nasales
(A) y son recibidos por los receptores que están en la mucosa olfatoria o
G
pituitaria amarilla (B). Esta mucosa incluye células de sostén o de soporte
(C), células basales (D), que remplazan a células muertas; células olfativas
sensoriales o receptores del olor (E) y glándulas de Bowman (F), responsables D
de la producción de moco. F
C
Las células olfativas sensoriales o receptores del olor funcionan como qui- G
miorreceptores. Poseen unas estructuras llamadas cilios (G) que permiten
E
que las sustancias químicas disueltas en el moco estimulen a las células y
conviertan el estímulo en impulsos nerviosos. Estos impulsos son transmi- I H
tidos al nervio olfatorio (H), cuyo ápice está conformado por dos masas de
B
sustancia gris llamados bulbos olfatorios (I), desde donde las señales se pro-
yectan hasta el lóbulo temporal de la corteza cerebral (J) y a una porción del
lóbulo frontal (K), que permite la percepción de la sensación de olor. Se cree A
que existen siete tipos de células olfatorias, cada una de las cuales es capaz
de detectar un tipo de moléculas. Entre los olores que se pueden percibir se
encuentran: alcanforado, almizclado, floral, mentolado, etéreo (olor a éter),
J
picante y pútrido. K
4.3.2 El gusto
El sentido del gusto permite percibir los sabores, seleccionar los alimentos y
evitar la ingesta de algunas sustancias nocivas. Su órgano es la lengua (L) y en P
toda su extensión se encuentran las papilas gustativas (M). Estas poseen mu-
chísimos botones gustativos que, a su vez, contienen millones de receptores
gustativos o de sabor. Las células que forman las papilas gustativas presentan
unas microvellosidades que sobresalen a través de un poro y se humedecen L O
con saliva, lo que las estimula para transmitir el impulso nervioso. Las células
que forman las papilas situadas en los dos tercios anteriores de la lengua, R
están inervadas por el nervio facial (N) y transportan las sensaciones del
tacto y la temperatura. El nervio glosofaríngeo (O) transporta sensaciones
del tercio posterior de la lengua. Las sensaciones de sabor se envían al bulbo N
raquídeo (P), en donde las neuronas establecen sinapsis con otras neuronas
S
que se proyectan hacia el tálamo y de allí, otras neuronas llevan el estímulo
hasta la corteza cerebral que permite la percepción de sabores. M
T Q
En la lengua, las papilas de un área determinada perciben más alguno de
los cuatro sabores básicos: el dulce es captado principalmente por las pa-
pilas fungiformes, que se ubican principalmente en la parte anterior de la
lengua (Q); el amargo, por las papilas caliciformes en la parte posterior (R), Papilas filiformes
y el ácido y salado, por las papilas filiformes, ubicados en las regiones S y
T respectivamente. Todos los sabores diferentes que se pueden percibir son
combinaciones de estos, junto con el efecto aportado por el olfato.
Papilas caliciformes
© 1 59
Estructura general del oído
4.4 Los sentidos especiales multimedia
Ampliaciones
Órgano de Corti
Oído externo Oído medio Oído interno
Células auditivas o ciliadas
Cartílago Canales semicirculares Conductos Utrículo
Nervio vestibular semicirculares
Conducto
auditivo Tímpano
Nervio
externo Laberinto óseo Laberinto membranoso Ventana oval
coclear
(contiene perilinfa) (contiene endolinfa)
Caracol
Cartílago Ventana
Pabellón de El oído interno transforma las vibraciones en
oval
la oreja impulsos nerviosos que envía por el nervio
Trompa de auditivo al cerebro. El laberinto está formado
Eustaquio por el laberinto óseo y el laberinto membranoso
Estribo
que se conectan entre sí. El laberinto óseo está
Martillo El oído medio transforma las ondas sonoras en constituido por los canales semicirculares
Yunque vibraciones. Está formado por una membrana óseos, el vestíbulo que contiene los receptores
llamada tímpano que vibra ante la presencia de del equilibrio y la cóclea o caracol, que posee
la onda sonora; dicha vibración es transmitida a los receptores de la audición o células auditivas
El oído externo está for- la cadena de huesecillos denominados martillo, (ciliadas) los cuales forman el órgano de Corti.
mado por el pabellón de la yunque y estribo, que se comunican entre sí y El laberinto membranoso está dentro del
oreja que localiza la fuente transmiten la vibración al oído interno a través laberinto óseo y forma dos estructuras: el
sonora y el conducto au- de la ventana oval. Esta porción del oído se utrículo y el sáculo por donde circulan dos
ditivo externo que trans- comunica a su vez con la faringe por medio de la líquidos: la endolinfa, que mantiene la orien-
mite la onda sonora hacia trompa de Eustaquio, lo que le permite igualar tación y el equilibrio, y la perilinfa que percibe
el oído medio. las presiones timpánicas a ambos lados. las vibraciones.
La audición El equilibrio
Se genera cuando las ondas sonoras llegan al conducto auditivo externo y Cuando las vibraciones chocan con la perilinfa se pro-
chocan contra la membrana timpánica, produciendo vibraciones que son ducen ondas de presión que movilizan diminutas vello-
transmitidas a la cadena de huesecillos. De allí pasan por la ventana oval al sidades y transforman dichas vibraciones en impulsos
interior de la perilinfa del vestíbulo del oído interno, donde se convierten en nerviosos que son conducidos hacia el cerebro. A su vez
ondas que pasan a la cóclea. Las ondas viajan por la endolinfa al canal coclear el desplazamiento de la endolinfa por los conductos
donde son traducidas por el órgano de Corti en energía electroquímica que semicirculares mantiene el equilibrio al recibir informa-
excita los receptores sensoriales auditivos. Estos envían impulsos nerviosos ción de la posición de la cabeza en el espacio, que con-
que viajan por los nervios cocleares al bulbo raquídeo, luego a la protuberan- juntamente con la información proveniente del tronco,
cia, el mesencéfalo, el tálamo y de allí migran a la corteza auditiva en la región cuello y las extremidades, permite la conservación de
temporal de la corteza cerebral. una postura específica.
1 60 ©
Componente Procesos biológicos
Recurso Ampliación
4.4.2 La visión imprimible multimedia
El sentido de la vista nos permite ver las imágenes. Su órgano es el ojo, una es-
tructura altamente sensible, capaz de detectar los cambios de luz y transformarlos
en impulsos nerviosos que, al ser enviados a la corteza cerebral, son interpretados
como imágenes. Está formado por los párpados y el aparato lacrimal que lo pro-
tegen; los músculos oculares que permiten su movimiento y dos globos oculares,
cada uno de los cuales está envuelto por tres capas, como muestra la tabla:
Las membranas del globo ocular forman dos cámaras: la anterior está llena de Tálamo
humor acuoso, un líquido transparente que lubrica el cristalino, y la posterior, Centros
visuales
contiene humor vítreo, un líquido coloidal que mantiene la tensión en el ojo.
del lóbulo
El cristalino es una lente biconvexa situada detrás del iris y delante del humor occipital
vítreo. Enfoca los rayos luminosos en la retina para facilitar la visión de cerca.
Cuando los músculos ciliares que sostienen al cristalino se contraen, este se hace Músculo
más redondo y puede enfocar imágenes cercanas. Por el contrario, cuando los recto
músculos se relajan, el cristalino se aplana y enfoca imágenes distantes. superior
© 1 61
Competencias científicas
1 62 ©
Identificar • Indagar • Explicar • Comunicar • Trabajar en equipo
Estructura
Órgano en el que ARGUMENTO
se encuentra
Pituitaria roja 18 Lee el siguiente texto y con base en él, re-
Retina Ojo
suelve las actividades 19 y 20.
Trompa de Eustaquio Algunas personas sostienen que la sensibilidad
Córnea
del olfato disminuye más con el consumo del
tabaco que durante un resfriado. En un labo-
Papilas gustativas ratorio, se realizaron pruebas para comprobar
Martillo esta hipótesis. La prueba fue aplicada a seis
personas de la misma edad, de las cuales dos
13 Lee el siguiente texto y, con base en él, realiza eran fumadoras, dos estaban resfriadas, y dos
las actividades 14 y 15. no tenían ninguna de las características ante-
riores por lo que sirvieron como grupo control.
Cuando damos vueltas rápidamente y nos de-
A las seis personas se les vendaron los ojos y,
tenemos de repente, tenemos la sensación de
a un metro de distancia de ellas, se pusieron
que continuamos girando. Esta sensación puede
elementos que emanaban aroma de perfume
incluso llegar a marearnos.
y de cebolla. Finalmente, se estimaron los tiem-
14 Escribe cuáles son los órganos o estructuras pos que tardaron las personas en percibir el
que informan a nuestro cerebro que estamos olor y se registraron en la siguiente tabla:
girando.
Tiempo en percibir el olor (en segundos)
15 Explica por qué se mantiene la sensación de Grupo Persona Cebolla Perfume
seguir girando. Fumadora 1 55 65
1
Fumadora 2 58 70
16 Observa las imágenes y descríbelas.
Resfriada 1 37 45
2
Resfriada 2 40 47
De control 1 27 38
3
De control 2 30 40
PROPONGO
© 1 63
Entorno vivo
Ampliación
Quiasma óptico
5.1 Tipos de glándulas multimedia
De acuerdo con el lugar donde liberan las hormonas, las glándulas se cla-
sifican en: endocrinas, exocrinas y mixtas. Las glándulas endocrinas son las
Neurohipófisis Adenohipófisis que secretan hormonas que se liberan al torrente sanguíneo, por ejemplo, la
o lóbulo
Hipófisis o lóbulo anterior glándula hipófisis; las glándulas exocrinas son las que liberan su contenido
posterior de de la hipófisis a la superficie interna o externa de los tejidos de la piel, de la mucosa del
la hipófisis estómago o de la mucosa oral, como las glándulas lacrimales y; las glándu-
las mixtas son las que tienen función, tanto endocrina como exocrina. Por
Tálamo Hipotálamo ejemplo, el páncreas funciona como glándula endocrina al liberar la insulina
hacia el torrente sanguíneo pero también funciona como glándula exocrina
al liberar enzimas digestivas hacia el tubo digestivo.
Recurso
5.1.1 El hipotálamo y la hipófisis imprimible
El hipotálamo es una glándula endocrina ubicada en el cerebro debajo del
tálamo y hace parte del diencéfalo. El hipotálamo junto con la hipófisis cons-
tituyen el principal centro de control neuroendocrino y su función es esti-
mular la liberación de neurotransmisores para enviar de forma más rápida la
información. Las hormonas hipotalámicas actúan sobre la hipófisis anterior
sirviendo como aceleradores o inhibidores hormonales, respectivamente.
La hipófisis o glándula pituitaria está ubicada debajo del hipotálamo y es
considerada la glándula más importante de nuestro cuerpo porque coordina
muchos procesos biológicos que ocurren en él: es la jefe del comando endo-
crino. La hipófisis consta de un lóbulo anterior o adenohipófisis, y un lóbulo
Cerebelo Bulbo Protuberancia Hipófisis posterior o neurohipófisis, y en cada uno se producen hormonas distintas. El
raquídeo anular siguiente cuadro resume las funciones de estas hormonas.
Adenohipófisis Neurohipófisis
Hormona Función Hormona Función
Estimula la síntesis proteica y promueve el cre- En las mujeres incrementa las contracciones
Somatotrofina
cimiento. uterinas durante el parto. Luego del parto,
Estimula la secreción de leche en los mamíferos. Oxitocina ayuda al útero a recuperar su tamaño y
Prolactina
forma originales. Promueve la secreción de
Tirotropina (TSH) Controla la secreción de hormonas tiroideas. leche.
Corticotropina Estimula la secreción de cortisol, una hormona Disminuye la excreción de agua por los
(ACTH) de la corteza suprarrenal. riñones. Aumenta la presión sanguínea en
Actúan sobre las gónadas estimulando la secre- Antidiurética algunas circunstancias como la pérdida de
Folículos (ADH) sangre durante una hemorragia.
ción de esteroides sexuales, el crecimiento de
estimulante (FSH)
los folículos (FSH) y del cuerpo lúteo (LH) en las
y luteinizante (LH)
mujeres.
© 1 65
Recurso
5.1.5 Glándulas suprarrenales imprimible
Disposición de las glándulas suprarrenales Las glándulas suprarrenales o adrenales se localizan encima de los riñones
Corte transversal y están constituidas por una parte externa llamada corteza suprarrenal y una
de la glándula Corteza interna llamada médula suprarrenal.
suprarrenal
En la corteza suprarrenal se producen hormonas esteroides como el cortisol,
Médula la aldosterona y la testosterona.
El cortisol ayuda a controlar los niveles de azúcar en la sangre para hacerlo
apto y dejarlo listo para que el cerebro lo pueda utilizar, aumenta el metabo-
Glándula Glándula lismo de lípidos y proteínas y ayuda a controlar la inflamación.
suprarrenal suprarrenal
derecha izquierda La aldosterona regula el balance de agua y sales al actuar sobre los riñones, y
participa en el control de los niveles de potasio y sodio.
Riñón derecho Riñón izquierdo
La testosterona es una hormona sexual masculina fundamental en el de-
sarrollo de los tejidos reproductivos masculinos y de los caracteres sexuales
secundarios.
La médula suprarrenal produce las hormonas epinefrina o adrenalina, y no-
repinefrina o noradrenalina. Estas hormonas actúan en situaciones de estrés
o de emergencia aumentando el ritmo cardíaco y el respiratorio, y en general,
acelerando el metabolismo del cuerpo.
Las glándulas suprarrenales producen
Recurso
5.1.6 Gónadas
una variedad de hormonas dentro de las imprimible Enlace web
que se encuentran: cortisol, aldosterona,
adrenalina y noradrenalina. Cada una Las gónadas son los testículos de los hombres y los ovarios de las mujeres.
cumple su función específica para Ambos son considerados glándulas sexuales porque secretan hormonas
mantener nuestro cuerpo funcionando sexuales:
adecuadamente.
Los testículos producen la hormona testosterona que es la encargada de
Hipotálamo Glándula
generar los cambios físicos que ocurren en la transición del niño al hombre
pituitaria adulto, como el aumento del tamaño de los testículos y del pene y la pro-
ducción de los espermatozoides. También es responsable de la aparición de
caracteres sexuales secundarios como el desarrollo del vello en la cara y el
engrosamiento de la voz, entre otros. En la adultez, ayuda a los hombres a
mantener su vitalidad sexual durante toda su vida.
1 66 ©
Componente Procesos biológicos
Hígado
Intestino delgado Ovarios
El hígado produce angiotensinógeno, un precursor de la angiotensina II,
Enterogastrina Progesterona
responsable de elevar la presión sanguínea por su actividad vasoconstrictora Secretina Estrogéno
y de estimular la producción de la aldosterona, la sensación de sed y la nece- Colecistocinina
sidad de ingestión de líquidos. Péptido inhibidor gástrico
Corazón
El corazón produce una hormona cardíaca llamada péptido natriurétrico
atrial (ANP por sus siglas en inglés). Esta hormona es producida por células
del músculo liso cardíaco y su función es vasodilatadora.
Timo
El timo es un órgano fundamental para que nuestro cuerpo tenga un buen
mecanismo de defensa ya que es el responsable de la maduración de los linfo-
citos T. Produce las hormonas timosina y homeostática tímica, entre otras.
Todas las hormonas tímicas ayudan al desarrollo de nuestro sistema linfoide
cuya función es colaborarle al sistema inmune ante la invasión de cuerpos o
sustancias extrañas en el organismo.
Endocrinología
extrema
La endocrinología es una especialidad médica cuyo objetivo es
estudiar el funcionamiento normal y las alteraciones que puedan
presentarse en nuestro sistema endocrino. Recientemente se ha
desarrollado una especialidad llamada Endocrinología criminal
que busca hallar una relación entre la conducta criminal y el
funcionamiento anormal de las glándulas.
© 1 67
Funcionamiento del sistema
5.2
Ampliación
endocrino multimedia
Las glándulas del sistema endocrino secretan hormonas, que actúan sobre
una célula, tejido u órgano y hacen que este ejerza alguna función. Por medio
de la inervación de las glándulas, el sistema nervioso envía una señal química,
es decir, un neurotransmisor, para controlar y regular la secreción de las hor-
monas.
Mediante la secreción de hormonas, el hipotálamo ejerce control sobre la
hipófisis y vincula los estímulos procesados por el sistema nervioso con las
secreciones de la principal glándula endocrina del organismo. Las hormonas
liberadas por las diversas glándulas del organismo pueden actuar en el sis-
tema nervioso central mediante la interacción con los receptores específicos y
Se han creado sintéticamente variantes
así modifican el comportamiento del individuo.
de la testosterona conocidos como
esteroides anabólicos que se utilizan para Ampliación
5.2.1 Las hormonas multimedia Actividad
tratar problemas de baja producción de
testosterona. El abuso de estas sustancias Las hormonas son sustancias químicas producidas por las glándulas, cuya
puede causar serios daños al hígado, función es activar o regular la función de una estructura específica, por lo
presión arterial alta, encogimiento de los cual se consideran mensajeros químicos. Las hormonas tienen efectos poten-
testículos, infertilidad, calvicie y mayor
tes sobre las células blanco, es decir, aquellas células en donde ejercerán su
riesgo de desarrollar cáncer de próstata.
efecto. Según su naturaleza química las hormonas se clasifican en:
1 68 ©
Componente Procesos biológicos
© 1 69
5.3.3 Recepción de la señal
y la respuesta celular
La recepción de la señal ocurre luego de la interacción de las hormonas con
sus receptores, generando un proceso de activación celular que desencadena
una serie de mensajes de tipo estimulatorio o inhibitorio. Este proceso de
señalización celular se conoce con el nombre de transducción de señales.
El proceso de recepción de la señal y la respuesta celular es diferente en las
hormonas liposolubles y en las hidrosolubles.
1
Enzima
Receptor 1
Segundo
mensajero
5 3
4 2 4
Citoplasma
Cambios en proteínas
citoplasmáticas Hormona-receptor
Las hormonas esteroidales se unen a receptores intrace- Las hormonas peptídicas y la adrenalina no ingresan hacia el citoplasma,
lulares formando el complejo hormona-receptor que sino que se unen a un receptor de membrana. Su mecanismo de acción
puede unirse a regiones específicas del ADN. puede ser modificando la expresión génica o modificando la actividad de
proteínas citoplasmáticas.
17 0 ©
Componente Procesos biológicos
5.4.1 Retroalimentación positiva y negativa Actúa sobre las Actúa sobre el Producida por
células de Sertoli hipotálamo y la las células
La retroalimentación positiva ocurre cuando la producción de una hormona y, mediante hipófisis anterior de Sertoli;
estimula que esta siga secretándose hasta cuando se logre el efecto biológico ellas, sobre el inhibiendo la actúa sobre la
deseado. Es en este momento cuando entra en acción la retroalimentación desarrollo de producción y la hipófisis anterior
negativa cuyo objetivo es detener la producción de dicha hormona. La re- espermatozoides liberación de LH inhibiendo la
troalimentación negativa es la que ocurre con más frecuencia en nuestro producción de
LH FSH
organismo y en menor proporción, la retroalimentación positiva. Cuando
hay una descompensación en la retroalimentación se genera una alteración Actúa sobre
hormonal, que puede implicar la hiposecreción o liberación insuficiente de las células
una hormona o su hipersecreción, es decir, su liberación excesiva. intersticiales
estimulando la
Ejemplo de retroalimentación positiva producción de
testosterona
Ocurre durante el parto con la secreción Las células blanco responden
de oxitocina que es una hormona produ- secretando una hormona
cida por el hipotálamo y secretada por la
neurohipófisis. Su efecto estimula las con- 1 estímulo Estimula el
tracciones uterinas que empujan al feto desarrollo de los
por el canal del parto. Por retroalimenta- espermatozoides
ción positiva, estas contracciones uterinas Vasos sanguíneos
estimulan la liberación de mayor cantidad Testosterona
Testículo
de oxitocina a la sangre, lo que aumenta
las contracciones. Después de que el bebé
es expulsado del útero, las contracciones
La hormona estimula
disminuyen y con ello termina este ciclo
la secreción de glándula endocrina
de retroalimentación.
Ejemplo de retroalimentación negativa
Se da en la secreción de cortisol por la cor-
Hormona
teza suprarrenal. En este caso, la hormona
ACTH secretada por la hipófisis estimula la 2 estímulo
corteza suprarrenal para que secrete corti-
sol. El aumento de los niveles sanguíneos Vasos sanguíneos
de esta última hormona, inhibe la secre- Regulación de la producción de
ción de ACTH por parte de la hipófisis, y la hormona testosterona, ejemplo
con ello la corteza suprarrenal deja de ser La hormona Las células de retroalimentación negativa y de
estimulada para la liberación de cortisol. inhibe la secreción blanco responden
la conexión hormonal que ocurre
de la glándula endocrina secretando una hormona
en el organismo masculino.
© 171
Competencias científicas
O 22:30 2:00
6 Explica la razón por la cual cierto porcentaje
M Se paraliza el intestino delgado 00:00 Sueño más profundo de pacientes son tratados únicamente con
insulina.
P
Medianoche 4:30
21:00
Comienza la secreción Temperatura
E de melatonina
12
corporal más baja 7 Plantea dos hipótesis que expliquen por qué
T 19:00
Mayor temperatura
6:45
Aumento brusco
el 16% de los pacientes no usan medicamen-
tos para controlar la diabetes.
E corporal del día de la presión
arterial
N 18:30
Mayor presión
9 3 7:30 8 Lee el siguiente texto y analiza la tabla. Con
base en esta información, responde las pre-
C
Cesa la
sanguínea del día
secreción de guntas 9 y 10.
I 17:00
Máxima eficiencia 6
melatonina
El hipotiroidismo es una enfermedad en la que
A cardiovascular 8:30
y muscular Movimiento la glándula tiroides disminuye la producción de
S 15:30
Máxima rapidez
intestinal
sus hormonas y, en consecuencia, se genera un
aumento en la concentración de TSH en la san-
14:30 12:00 10:00
de reflejo Máxima Mediodía Máxima gre, lo que permite identificar la enfermedad por
coordinación alerta
medio de un examen diagnóstico en el que tam-
bién se analiza la concentración de la hormona
2 Escribe a qué hora hay mayor concentración T4. La siguiente tabla indica la concentración de
de melatonina. estas hormonas cuando la tiroides funciona nor-
malmente y cuando se presenta hipotiroidismo
3 Escribe V, si la afirmación es verdadera o F, si subclínico y avanzado.
es falsa.
La secreción de melatonina aumenta mien- Funcionamiento
Hormona
de la glándula Hormona TSH
tras se está despierto o en vigilia. T4
tiroides
La temperatura del cuerpo es más alta en la Menor de 2,5-3,0
Tiroides normal Normal
noche que al amanecer. mUI/mL
El funcionamiento intestinal es mayor du- Hipotiroidismo Mayor de 2,5-3,0
Normal
rante la noche que durante el día. subclínico mUI/mL
Hay un descenso brusco de la presión arterial Hipotiroidismo Mayor de 2,5-3,0
Baja
avanzado mUI/mL
a las 6:45 a. m.
4 Analiza el siguiente diagrama que presenta A Alicia se le realizó un examen de sangre que
la distribución de los medicamentos utiliza- arrojó los siguientes resultados:
dos por los adultos diagnosticados con dia-
betes. Luego, realiza las actividades 5 a 7. TSH: 4,5 mcUI/mL T4: Normal
17 2 ©
Identificar • Indagar • Explicar • Comunicar • Trabajar en equipo
9 ¿Qué clase de hipotiroidismo tiene Alicia? 13 Explica la relación que existe entre el ovocito,
la fecundación y la menstruación.
10 ¿Cómo lograste diagnosticar el tipo de hipo-
tiroidismo que tiene Alicia? 14 Describe el proceso de retroalimentación
positiva y retroalimentación negativa que
11 Consulta acerca de los signos y síntomas del sucede durante el ciclo menstrual.
hipotiroidismo y escribe cinco de ellos. Ex-
plica la forma como se controla esta enferme- Desarrollo compromisos personales y sociales
dad.
PROPONGO
ARGUMENTO
15 Lee con uno de tus compañeros la siguiente
12 Lee el siguiente texto y analiza el diagrama. información.
Luego, realiza las actividades 13 y 14.
El ciclo menstrual de las mujeres se divide en dos
fases: una folicular, que precede la ovulación, y
una lútea posterior. Cada una dura aproximada-
mente 14 o 15 días.
En la primera fase, la FSH comanda la producción
de los estrógenos que estimulan al útero para
que sus paredes se engrosen y se preparen para Lionel Messi, uno de los mejores jugadores de
el embarazo y la maduración del ovocito en los fútbol que ha existido, sufrió en un momento
ovarios. Luego, al aumentar la producción de de su vida de un trastorno hormonal que se
LH, esta induce a que el ovocito salga de uno identificó como una forma rara de enanismo.
de los ovarios y vaya hacia el útero a través de
las trompas de Falopio, mediante un proceso 16 Consulten acerca del tema y, con base en la
conocido como ovulación. Entonces se produce consulta, elaboren una presentación multi-
un aumento en los niveles de progesterona, que media que explique:
también prepara al útero para el embarazo, dado Cuál es la hormona responsable de la en-
el caso de que el ovocito sea fertilizado. Si no es fermedad que padeció Messi y qué función
fertilizado, no se adhiere a la pared del útero, y en- tiene.
tonces los niveles de estrógenos y progesterona
Qué cambios ocurrieron en el cuerpo de
disminuyen. El ovocito es eliminado por la vagina
Messi debido a las concentraciones alteradas
junto con la sangre y parte del tejido que recubre
de la hormona.
el útero lo que genera la menstruación o san-
grado. El control hormonal del ciclo menstrual se Qué tratamiento recibió Messi.
puede explicar con el siguiente diagrama:
17 Compartan la presentación con los demás
compañeros del curso.
Hipotálamo
Retroalimentación negativa
© 173
Entorno vivo
Inmunidad • Inmunidad
Mecanismos Patógenos, toxinas
adaptativa mediada por
internos • Linfocitos B y células del cuerpo
o adquirida células Más lento
de defensa • Linfocitos T anormalmente
(permanencia: • Inmunidad
específicos alteradas
largo plazo) humoral
© 175
6.1.2.1 Tipos de leucocitos
La respuesta inmune surge de la relación que se establece entre los diversos tipos de
leucocitos y las moléculas que producen. A continuación se explicarán brevemente
los diversos tipos de leucocitos y su función.
Mastocitos Son células que se encuentran Células asesinas Constituyen un grupo particular de lin-
distribuidas por todo el cuerpo, naturales focitos que carecen de memoria inmu-
especialmente bajo los tejidos nológica y que se han especializado en
epiteliales. Están implicados en la fagocitar células infectadas, no funcio-
curación de las heridas y partici- nales o cancerosas. Cumplen un papel
pan en los procesos inflamatorios fundamental evitando que el organismo
y alérgicos al liberar histamina, desarrolle procesos de metástasis, que
que es una sustancia que dilata es la propagación de células cancerosas a
los vasos sanguíneos y aumenta diversas partes del organismo diferentes
su permeabilidad y heparina, que al lugar donde se generaron.
es una sustancia anticoagulante.
Neutrófilos Son fagocitos de acción rápida Células T Son las encargadas de regular la res-
frente a microorganismos inva- puesta inmune o de eliminar a ciertos
sores, como bacterias y hongos. tipos de células. Se dividen en:
Pueden atravesar las paredes de Células T citotóxicas: destruyen cé-
los vasos sanguíneos (diapéde- lulas propias infectadas, cancerosas o
sis). Responden a procesos in- células eucariotas ajenas.
flamatorios, siendo unos de los Células T auxiliares: median las res-
primeros en llegar allí. Son los más puestas de las células B y T citotóxicas.
abundantes y son las células pre- Células T de memoria: que conceden
dominantes en el pus. inmunidad contra futuras invasiones
del mismo patógeno.
Macrófagos Fagocitos de acción lenta, pero Células B Participan activamente en la inmunidad
que pueden fagocitar grandes adaptativa. Son las encargadas de produ-
cantidades de microorganismos cir anticuerpos y se dividen en:
(aproximadamente 100 células Células B plasmáticas: se encargan
bacterianas). Inician la respuesta de producir anticuerpos que son libe-
natural contra microorganismos rados al torrente sanguíneo.
y por ello son abundantes cuando Células B de memoria: confieren
se producen procesos de infla- inmunidad futura si el invasor que
mación. causó su origen vuelve a atacarnos.
17 6 ©
Componente Procesos biológicos
1. Las células dañadas envían señales 2. Las sustancias químicas liberadas tam- 3. La zona afectada (K) se enrojece,
químicas (F) que atraen un tipo especial bién provocan el aumento del flujo san- aumentando la temperatura y el flujo
de glóbulos blancos: los macrófagos (G). guíneo en la herida (I) y se incrementa la sanguíneo. Al elevarse la temperatura
Estos realizan la limpieza de la zona le- permeabilidad de los vasos sanguíneos corporal, se crea un ambiente desfa-
sionada, rodeando y destruyendo a los (J) para que los macrófagos (G) puedan vorable que impide la multiplicación
organismos invasores (H). atravesarlos y fagocitar a los invasores. de los microorganismos invasores (H) y
La inflamación se produce porque el aumenta la movilidad de los macrófa-
Herida F plasma que sale de los vasos se acumula gos. Mientras tanto las plaquetas forman
en los tejidos debajo de la piel. redes de fibrina (I) para formar el coágulo
G permitiendo el cierre de la herida (M).
M
I M
I
K
H
G
H
J
© 177
Mecanismo de acción
6.2.3 Inmunidad adaptativa
de la inmunidad humoral
La inmunidad adaptativa es la respuesta que se adapta o se adecua de acuerdo
con el antígeno invasor que genere la respuesta inmune. Este tipo de respuesta
tiene mecanismos más complejos y especializados en comparación con la respuesta
innata.
Cuando los mecanismos de la inmunidad innata no son efectivos para controlar
los agentes invasores que ingresan en la sangre, se activa la tercera barrera inmu
nológica. Comienza con la síntesis de anticuerpos; el sistema inmune reconoce a
los microorganismos, los neutraliza y los elimina. De esta manera se constituye la
respuesta inmune primaria específica, porque se realiza contra un agente infeccioso
en particular. La respuesta inmune adaptativa puede ser de dos tipos: inmunidad
humoral e inmunidad celular.
1. La llegada de un agente 2. Las células dendríticas detectan la 3. Parte de los antígenos queda sobre la superficie de la
extraño o patógeno se re- señal de los antígenos, los macrófagos membrana celular del macrófago, como una forma de
conoce por la presencia de fagocitan a los agentes extraños y los presentación y de alerta contra el agente extraño. Esta
antígenos en su superficie. degradan por medio de enzimas. señal desencadena toda la respuesta inmune.
Representación
Patógeno de un anticuerpo
1
Antígenos Célula plasmática
Linfocito T
o secretora de anticuerpos
sensibilizado
Citocinas
2
Fagocitosis Anticuerpos
Linfocito T
cooperador
5
7
Macrófago
6
3
Antígeno-anticuerpo
4 Linfocitos B
Antígeno
Linfocito T
Linfocito B de memoria
de memoria
Macrófago
4. La célula presentadora de an- 5. Un linfocito T sensibi- 6. Una vez que los linfoci- 7. Los anticuerpos liberados
tígenos va hasta los linfocitos T lizado comienza a segre- tos B han sido activados, circulan libremente por la
cooperadores para activarlos. Un gar citocinas (proteínas se diferencian en linfo- linfa y la sangre. Ellos buscan
grupo de ellos se unirá en forma encargadas de la co- citos B de memoria y en antígenos específicos. La
directa a los antígenos, sensibili- municación celular), las células plasmáticas que unión anticuerpo-antígeno
zándose por muchos años (linfo- cuales estimulan la acti- son las encargadas de estimula la acción de los ma-
citos T de memoria). vación de los linfocitos B. secretar los anticuerpos. crófagos que los fagocitan.
17 8 ©
Componente Procesos biológicos
Agente
Linfocito T cooperador extraño
Virus
Antígeno Linfocito B
de memoria
Multiplicación
Células
Célula infectada Linfocito T plasmáticas
citotóxico
Antígenos
Perforina Anticuerpos
Lisis celular
En la respuesta inmune secundaria
6.3 Agentes patógenos y enfermedades un agente extraño que ya ha sido
reconocido y eliminado entra
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la salud se define como el nuevamente en el cuerpo. En esta
estado de pleno bienestar físico, mental y social, y no sólo la ausencia de afecciones oportunidad, actúan directamente
o de enfermedades, como se pensaba hasta hace algunos años. los linfocitos B de memoria, que
reconocen al agente extraño, se
6.3.1 Agente patógeno multiplican y se convierten en
células plasmáticas. Estos liberan
Un agente patógeno es todo factor que por exceso, defecto o carencia es capaz de anticuerpos y nuevos linfocitos B
producir daño a un organismo e ir en contra de la homeostasis. Los agentes pató de memoria, que quedarán
genos pueden ser de tipo físico, químico, psicológico, sociocultural y biológico. activados por si se produce en
Entre los agentes patógenos biológicos podemos encontrar: el futuro una nueva infección.
Virus. Pueden replicar su material genético Animales parásitos. Son muchas las Protozoos. Son muchas las enfermedades pro-
(ADN o ARN) dentro de las células que in- enfermedades causadas por animales ducidas por protozoos. Entre ellas, podemos
vaden. Algunas enfermedades producidas al parasitar a los seres humanos. Entre citar: paludismo o malaria, disentería, la enfer-
por virus son: gripe, sarampión, rubeola, ellos podemos citar: áscaris, tenias, filarias, medad del sueño africana, leishmaniasis, entre
meningitis, sida, entre muchas otras. entre otras. otras.
Hongos. Al igual que las bacterias, son más Bacterias. Aunque la gran mayoría de las Priones. Son moléculas de naturaleza proteica
los beneficios que este grupo de organis- bacterias son inocuas, algunas represen- que pueden causar infecciones gracias a su
mos nos pueden brindar que las enferme- tan grandes riesgos para la salud. Entre capacidad de multiplicarse en el interior de las
dades que causan. Entre ellas, tenemos: ellas, están las que producen enfermeda- células de algunos seres vivos. Podemos citar
candidiasis, pie de atleta, micosis axilar, des como: tuberculosis, neumonía, sífilis, los priones causantes de la encefalopatía y de la
histoplasmosis, entre otras. cólera, tétanos, difteria y salmonelosis. enfermedad de Creutzfeldt-Jako.
© 179
6.3.2 Clasificación de las enfermedades
Ampliación
multimedia
Se puede definir enfermedad como la ausencia de salud, entendiendo esta como
el estado de pleno bienestar físico, mental y social. Hay enfermedades ocasionadas
por múltiples factores entre los cuales se destacan:
1 80 ©
Componente Procesos biológicos
6.4.1 Inmunización
La inmunización es un proceso natural o artificial que provoca la inmunidad, es
A
decir, la resistencia a una enfermedad infecciosa. Se dice que una persona está in
munizada cuando su organismo cuenta con los anticuerpos necesarios para resistir
una infección. Existen dos tipos de inmunidad:
Inmunidad activa, que se refiere a la elaboración de anticuerpos luego de haber
contraído una enfermedad (inmunidad activa natural) o por medio de la vacuna-
ción (inmunidad activa adquirida).
Inmunidad pasiva, con la cual se reciben anticuerpos elaborados como en el caso
de la leche materna (inmunidad pasiva natural) o los sueros como el antiofídico
(inmunidad pasiva adquirida).
Recurso Ampliación
6.4.2 Las vacunas imprimible multimedia
B
Las vacunas son mecanismos alternativos para que nuestro organismo enfrente
microorganismos peligrosos al multiplicar anticuerpos y desarrollar memoria in
munológica sin contraer la enfermedad. Las vacunas son preparadas en un labo
ratorio y contienen antígenos capaces de generar en el organismo una respuesta
inmunitaria moderada contra un determinado agente infeccioso. Para su fabrica
ción, realizan distintos procedimientos tecnológicos en lo cuales se pueden utilizar: Las vacunas pueden aplicarse por
Microorganismos muertos como antígenos; por ejemplo, la vacuna de Jonas Salk vía oral (A) o por vía intravenosa (B).
que fue la primera vacuna contra la poliomielitis.
Microorganismos atenuados, como la vacuna que actualmente se utiliza contra la
poliomielitis.
Determinadas proteínas de la cubierta del virus o de la bacteria como antígeno;
por ejemplo, la vacuna contra la hepatitis B, obtenida por ingeniería genética. En Colombia, existe el programa
Toxinas, como es el caso de las vacunas antitetánica y antidiftérica. de vacunación. En la tabla de abajo,
Vacunas artificiales, como el caso de la vacuna contra la malaria. puedes ver cuáles son las vacunas
que se aplican en nuestro país y el
El Programa Amplio de Inmunizaciones PAI busca cubrir las necesidades de va esquema de vacunación, es decir,
cunación de la población infantil colombiana y así, disminuir las tasas de mor el número de dosis que se requieren
talidad en los niños y erradicar las enfermedades inmunoprevenibles, es decir, para generar una protección
aquellas que pueden prevenirse por medio de la vacunación. adecuada.
1 1
BCG Hepatitis A
1 1
Hepatitis B Triple bacteriana
Recién nacido 2 meses 4 meses 6 meses 12 meses 18 meses 24 meses Pentavalente (a) celular (b)
4 2 2 2 Cuádruple HPV
3 Sabin Triple bacteriana
5
Neumococo acelular
conjugada Doble bacteriana
Ingreso escolar 11 años 16 años Cada 10 años Embarazadas Puerperio Personal de salud Gripe Doble viral (c)
(1) Niños desde 6 meses hasta 24 meses de edad. (2) Madres de niños menores de 6 meses (si no la hubieran recibido durante el embarazo). Triple viral
(3) Niños de 11 años de edad: esquema de vacunación de 3 dosis (0-1-6 meses o 0-2-6 meses). (4) A quienes reciban la vacuna triple bacteriana
Acelular a los 11 años, les corresponde este refuerzo a los 21 años. (5) Se indica una dosis a quienes atienden niños menores de 1 año. Única dosis 2da. dosis
Vacunas disponibles solo en el ámbito público Vacunas para residentes o viajeros a zonas de riesgo Refuerzo 3ra. dosis
• Difteria, tétanos, pertusis, hepatitis B y Haemophilus influenzae • Fiebre amarilla: una dosis a partir de los 12 meses de edad 1ra. dosis Dosis anual
tipo b. y refuerzo cada 10 años. Iniciar o completar 4ta. dosis
• Difteria, tétanos y pertusis. • Fiebre hemorrágica argentina: única dosis a partir de esquema
• Sarampión y rubéola. los 15 años.
© 1 81
Competencias científicas
M Primera inmunización
Segunda 5 Observa y analiza el siguiente esquema que
P Anticuerpos anti-A
inmunización representa el encuentro de un agente infec-
T Anticuerpos anti-B
E
N 1
A
C
I
A B 2 B B
S 0 2 4 6 8 10 12
Semanas
3
1 82 ©
Identificar • Indagar • Explicar • Comunicar • Trabajar en equipo
© 1 83
SOY CIENTÍFICO NATURAL
Observa reflejos nerviosos en los seres humanos
Pregunta problematizadora
Objetivo
¿Cómo responde tu cuerpo a diferentes estímulos por medio
1. Observar algunos reflejos nerviosos en los
seres humanos. de diversos tipos de reflejos?
2. Desarrollar habilidades para realizar ob-
servaciones.
En este laboratorio verificarás que los seres humanos reaccionan a
Conceptos clave los estímulos del ambiente por medio de diferentes tipos de arcos
Arco reflejo, reflejo anóxico, reflejo tendi- reflejos:
noso, reflejo pupilar, reflejo plantar, reflejo El reflejo anóxico es la respuesta a un estímulo mecánico sobre la
vestibular. piel, causando su irritación.
Materiales El reflejo tendinoso consiste en proteger el músculo contra el estira-
1 bolígrafo miento excesivo mediante la contracción involuntaria de la extremi-
1 regla dad que se ha estimulado con un pequeño golpe.
1 tarjeta de cartulina negra con estas El reflejo pupilar ocurre cuando se dilata o contrae la pupila al dismi-
dimensiones: 8 3 12 cm nuir o aumentar la intensidad luminosa.
1 lámpara de bolsillo
El reflejo plantar consiste en flexionar los dedos al recibir cosquillas
1 cuchara
en la planta del pie.
El reflejo vestibular permite conocer la orientación de la cabeza en
relación con la fuerza de gravedad; se evidencia al levantarse brusca-
mente o iniciar la marcha.
Procedimiento
Reflejo anóxico
Metodología de trabajo
Individual o en grupo 1. Raspa la piel de tu antebrazo derecho con el extremo superior del
bolígrafo y observa el aspecto que adquiere de inmediato. Espera
a que la piel se enrojezca y mide el ancho de la marca. Espera cinco
minutos y fíjate en lo que sucede. Escribe tus observaciones.
Reflejo tendinoso
2. Pídele a un compañero que se siente con una pierna ligeramente
cruzada sobre la otra, la cual debe estar apoyada sobre el piso. Con
la cuchara, dale un golpe seco a la altura de la rodilla, por debajo de
la rótula. De ser necesario, el compañero sentado debe cerrar sus
puños con fuerza durante el ensayo para lograr la relajación com-
Reflejo anóxico.
pleta de las piernas. Anota los resultados.
3. Repite el procedimiento con la otra pierna. Escribe los resultados.
Reflejo pupilar
4. Observa el tamaño de la pupila de uno de tus compañeros. Calcula
su tamaño y escribe el valor en la tabla.
5. Cubre con la tarjeta su ojo derecho y espera 40 segundos. Retira la
tarjeta y observa nuevamente el tamaño de su pupila. Calcula su
Reflejo tendinoso. tamaño y escribe el valor en la tabla.
184 Acción de pensamiento: realizo comprobaciones y saco conclusiones de los experimentos que realizo.
Me aproximo al conocimiento como científico natural
Reflejo vestibular.
5. ¿Por qué crees que no pudiste mantener el equilibrio
Resultados después de girar?
Completa la información de las tablas.
Reflejo anóxico
Conclusiones
Aspecto inmediato que
adquiere la piel afectada. 1. Analiza la utilidad que tienen los reflejos en la vida co-
tidiana y, luego, comenta con tus compañeros. ¿Cómo
Ancho y largo de la marca. fueron tus resultados con respecto a los obtenidos por
tus compañeros? Explica cuáles pueden ser las causas
Aspecto que adquiere la
de estas diferencias.
piel afectada luego de cinco
minutos. 2. ¿Qué otros aspectos tendrías en cuenta si realizaras un
laboratorio similar?
Respuesta al estímulo
Profundiza
Tipo de reflejo Lado izquierdo Lado derecho Escribe una pregunta que pueda servir como punto de
partida para una nueva investigación y que esté relacio-
Reflejo tendinoso
nada con la forma en que los seres humanos responden a
Reflejo pupilar estímulos mediante diversos tipos de reflejos.
© 1 85
BIOLOGÍA TECNOLOGÍA
El mejoramiento Componente
APROPIACIÓN Y USO DE LA TECNOLOGÍA
genético:
en búsqueda de Etapas en el proceso de domesticación
Son varios los investigadores que se han dedicado a estudiar y
organismos más recrear los procesos para lograr domesticar una especie animal. Entre
ellos, se destaca Zeuner (1963), quien en su trabajo propone cinco
útiles y productivos etapas fundamentales para este proceso (el cual analizaremos con
base en el ejemplo del ganado vacuno):
Tuvieron que pasar muchos siglos para poder explicar, Los seres humanos controlan
con bases científicas, los mecanismos de transmisión la reproducción de los anima-
de la herencia. Solo hasta la publicación del trabajo de les en cautiverio y seleccio-
Gregor Mendel en 1866, se obtuvo un primer acerca- nan, artificialmente, aquellas
miento, pero debido a la falta de aceptación de su tra- crías que presentan ciertos
bajo por parte de la comunidad científica de la época, rasgos de docilidad, para fijar
sus descubrimientos y leyes solo fueron valorados, las características deseadas.
aceptados y actualizados en 1900.
En los últimos años, la genética ha avanzado a pasos
agigantados gracias a los descubrimientos hechos en
biología molecular, especialmente, en lo relacionado
con la molécula de ADN y los procesos de duplicación y Componente
síntesis de proteínas. NATURALEZA Y EVOLUCIÓN DE LA TECNOLOGÍA
1 86 ©
3 Cruce controlado
con formas salvajes
Componente
SOLUCIÓN DE PROBLEMAS CON TECNOLOGÍA
El interés por aumentar la productividad del animal, ya sea en
aspectos relacionados con carne, huevos, lana, leche y pieles,
hace que se seleccionen aquellos animales que manifiestan ca- El mejoramiento genético
racterísticas que satisfacen en mayor medida los requerimientos El mejoramiento de la calidad de un producto de origen
del domesticador. Posiblemente, durante este proceso, algunas animal o vegetal mediante la manipulación genética
especies logran mantener cierto número de las características permitió que se obtuvieran muchas de las especies
deseadas (docilidad) pero no las que satisfacen las necesidades domesticadas que hoy conocemos. A continuación
de consumo. se mencionan algunos ejemplos:
Entonces, por eso se permite el cruce controlado con formas
salvajes para que nuevamente se expresen aquellas que son
importantes para aumentar la producción. Producción de carne
porcina: actualmente
existen alrededor de 100
4
razas porcinas domésticas
Cruce y selección de reconocidas, lo que asegura
características deseables una producción constante de
Un proceso prolongado de cruce y selección de formas y la carne de muy buena calidad.
creciente demanda de productos de origen animal para el con-
sumo humano, hacen que se perfeccionen las técnicas de cruce,
cría y levantamiento que permiten mantener aquellas caracte- Producción de maíz: miles
rísticas que garantizan un aumento, para el caso del ejemplo que de años de domesticación
estamos analizando, de la producción de carne. han hecho del maíz una
especie única por sus
múltiples usos como alimento
5 Formación de
razas domésticas
para los seres humanos y para
otros animales, y por la gran
variedad de productos que
Con el mantenimiento de las carac- se obtienen de esta especie.
terísticas deseadas en la descen-
dencia, se considera que el animal Vacas lecheras: la raza
está domesticado y especializado. Holstein, por sus
Entonces se puede afirmar que se características únicas de
ha formado una raza doméstica. A color, fortaleza y producción,
partir de ese momento se hace un es considerada uno de los
control estricto para evitar el cruce mejores ejemplares para
con animales que no satisfacen las la producción de leche.
necesidades de producción o con
las formas silvestres.
© 1 87
BIOLOGÍA TECNOLOGÍA
CIENCIA Y TECNOLOGÍA EN TUS MANOS Componente
TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD
la mosca de la fruta
y manipula algunas
características Lava los frascos de vidrio
y sécalos muy bien.
Tritura el banano y colócalo
hereditarias
en el interior de uno de los
frascos. Luego, coloca el
frasco en un espacio abierto
donde puedan llegar las
La mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) es un or-
ganismo muy estudiado en los laboratorios de genética
por la facilidad con la que se reproduce y la frecuencia de
3 Captura de organismos moscas de la fruta.
Materiales
1 88 ©
6 Adormecimiento de organismos
7 Observación de caracteres
Cuando obtengas una buena población de moscas, impregna un Coloca las moscas adorme-
pedacito de algodón con éter o cloroformo e introdúcelo dentro cidas en la caja de Petri con
del frasco para adormecerlas. la ayuda del pincel. Observa
Precaución: evita respirar los vapores del éter o cloroformo bajo el estereoscopio o la lupa
y, para manipularlo, utiliza guantes de látex. sus características físicas.
8 Separación de sexos
A B 9 Obtención de la filial 1
10 Registro de datos
11 Obtención de la filial 2
con la banda de caucho. Etiqueta Cuando nazca la descendencia F2, repite los pasos
este nuevo frasco con las iniciales F2 6 y 7, cuenta el número de individuos, registra sus
(filial 2). Devuelve las moscas restan- características y también cuenta el número de
tes al frasco F1. moscas que poseen la mutación (ojos blancos).
Analiza y responde
Calcula las proporciones fenotípicas a partir de los ¿Es posible que después de algunas generaciones solo se obtengan
resultados que has obtenido en la F1 y la F2. ¿Cuál individuos con la característica escogida? Justifica tu respuesta.
fue el genotipo más probable de las moscas de ¿Cómo puedes comparar esta experiencia con el proceso de
ojos rojos? domesticación de una planta o de un animal?
© 1 89
GLOSARIO
A Ácidos: compuestos químicos que se caracterizan por Agricultura: conjunto de conocimientos y técnicas apli-
contener en su estructura el grupo funcional H+, llamado cadas para tratar los suelos y manipular el crecimiento de
también ion hidrogenión. las plantas para aumentar la producción de alimentos.
C Calor: energía que se intercambia cuando se ponen en Conducción: forma en que se transmite la energía tér-
contacto dos cuerpos que están a distinta temperatura o mica entre sólidos.
cuando se produce un cambio de estado. Convección: forma en que se transmite la energía térmica
Caloría: cantidad de calor que hay que ceder a 1 g de agua en los fluidos (líquidos y gases).
para que su temperatura aumente un grado centígrado. Corrosivos: sustancias que deterioran o desgastan algu-
Coeficientes estequiométricos: números enteros que nos materiales con los que entran en contacto.
se escriben a la izquierda de cada reactante y producto
hasta que se ajuste la ecuación.
D Demografía: ciencia que estudia las poblaciones hu- Densidad: característica propia de cada sustancia y se
manas a partir de características como tamaño, densidad, define como la medida de la cantidad de masa contenida
estructura por edad o sexo, y su dinámica y evolución. en una unidad de volumen.
E Ecuación química: representación simbólica de una Emigración: salida de individuos de una población de
reacción química. forma permanente para buscar nuevos recursos, o condi-
Embrión: término que se utiliza para identificar al grupo ciones más favorables.
de células que se forman durante las primeras etapas del Energía interna: suma de todas las energías cinética
desarrollo del organismo, pero que aún no han adquirido la y potencial de cada una de las partículas que forman un
forma básica del adulto. cuerpo.
F Fecundación: unión de un ovocito secundario con un Flotabilidad: capacidad que tiene un cuerpo para man-
espermatozoide. tenerse dentro de un fluido.
Fertilidad: capacidad que tiene un ser vivo de reprodu- Flotación: estado que logra un cuerpo cuando perma-
cirse. nece suspendido en un entorno líquido o gaseoso.
Feto: denominación que recibe el embrión cuando ya Fluido: cuerpo cuyas partículas cambian de posición con
adopta una apariencia humana. facilidad. Los líquidos y los gases son fluidos.
G Gas ideal: aquel que está en condiciones de muy baja Gónadas: nombre que reciben las glándulas sexuales
presión, de tal forma que sus átomos o moléculas están masculinas y femeninas encargadas de la producción de
aparentemente “libres”. gametos y de las hormonas sexuales.
Gastrulación: etapa que se caracteriza por una acelerada Grupo funcional: átomo o grupo de átomos que identifi-
división celular, migraciones y reordenamientos celulares can a cada función química confiriéndole sus propiedades
que darán origen a la formación de las tres capas germina- especiales.
les o tejidos primarios. Gusto: sentido que permite percibir los sabores, seleccio-
Gestación: período en el cual se desarrolla un nuevo indi- nar los alimentos y evitar la ingesta de algunas sustancias
viduo a partir de un ovocito secundario fecundado. nocivas.
H Hidruros: compuestos binarios formados por átomos de Hormonas: sustancias químicas producidas por las glán-
hidrógeno y de otro elemento que puede ser metálico o dulas, cuya función es activar o regular la función de una
no metálico. estructura específica, por lo cual se consideran mensajeros
químicos.
190 ©
Impacto ambiental: alteración positiva o negativa de los Implantación: proceso por el cual el embrión se adhiere I
ecosistemas por causa directa o indirecta de la acción humana. al endometrio y comienza el intercambio de sustancias
nutritivas con la sangre de la madre.
Leucocito: célula sanguínea que protege al organismo de Límites de tolerancia: valores extremos entre los cuales D
L
microorganismos que causan enfermedades. fluctúa la supervivencia de una población.
Manómetro: instrumento que se utiliza para medir la presión Medio interno: líquido que rodea las células de plantas y M
de fluidos contenidos en recipientes cerrados, por lo general animales, el cual les suministra nutrientes y recibe los pro-
gases. ductos de excreción de su actividad metabólica.
Neuronas: células que reciben o captan señales, elaboran Nódulos linfáticos: órganos que almacenan leucocitos y N
respuestas y las transmiten hasta otras neuronas o hasta los filtran la linfa. Son los primeros en producir una respuesta
efectores encargados de ejecutarlas. inmune, inflándose porque se llenan de leucocitos.
Ovogénesis: proceso de formación de los gametos femeninos Óxidos: compuestos químicos inorgánicos binarios for- O
u óvulos, en los ovarios de las hembras. mados por la unión de un metal o un no metal con el
oxígeno.
Peróxidos: óxidos con un exceso de oxígeno que se caracte- Punto de fusión: temperatura a la cual se produce el P
rizan porque en ellos el oxígeno trabaja con número de oxida- cambio de estado sólido a líquido.
ción 21.
Radiación: forma en que se transmite la energía térmica entre Reacción química: proceso mediante el cual una o más R
dos cuerpos sin que exista ningún tipo de contacto material sustancias denominadas reactantes se transforman para
entre ellos. dar lugar a sustancias diferentes llamadas productos.
Sinapsis eléctrica: transmisión de una señal sin la interven- Sustentación: fuerza que se ejerce sobre un cuerpo que S
ción de neurotransmisores. se mueve en medio de un fluido, la cual es perpendicular a
Sinapsis química: transmisión de una señal mediante sustan- la dirección de la velocidad de la corriente incidente.
cias químicas llamadas neurotransmisores.
Temperatura: medida de la energía cinética promedio que Transmisión de calor: transferencia de energía térmica T
poseen las partículas que conforman un cuerpo. de un cuerpo a otro, o entre dos partes de un mismo cuerpo.
Termodinámica: rama de la física que estudia el calor y su Turbulencia: movimiento de un fluido que se presenta en
transformación en energía mecánica. forma caótica, es decir, en donde las partículas se mueven
Testosterona: hormona sexual fundamental en el desarrollo desordenadamente y las trayectorias de las partículas son
de los tejidos reproductivos masculinos y en el desarrollo de los indefinidas y forman remolinos.
caracteres sexuales secundarios.
© 1 91
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192 ©
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Ciencias 8
volumen 1
Desarrolla los temas:
Función de reproducción, en el que se estudia esta función vital en la
escala evolutiva.
Genética y patrones hereditarios, en los cuales se explican las leyes de
Mendel y se enfatiza en los mecanismos de herencia de las enfermedades
genéticas humanas.
Control y regulación, en el que se estudia esta función vital en la escala
evolutiva.
A medida que se desarrollan los temas, también se invita al estudiante a
asumir compromisos personales y a utilizar los métodos experimentales
que le permiten ser un científico natural.
volumen 2
Desarrolla los temas:
Ecología de poblaciones, en el que se explican aspectos fundamentales
acerca de la dinámica de las poblaciones.
Compuestos inorgánicos y reacciones químicas, en los cuales se explican,
con mayor profundidad, los conceptos de reacciones y ecuaciones
químicas.
Fluidos y termodinámica, en el que se explican los conceptos de fluidos,
calor y temperatura, así como los principios de la termodinámica.
A medida que se desarrollan los temas, también se invita al estudiante a
asumir compromisos personales y a utilizar los métodos experimentales
que le permiten ser un científico natural.