Biología. Intercambio de materia y energía en el ser humano, en las células y en los ecosistemas. Alejandro J. Balbiano. María Gabriela Barderi

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1 Biología Intercambio de materia y energía en el ser humano, en las células y en los ecosistemas Alejandro J. Balbiano María Gabriela Barderi Natalia Molinari Leto Celia E. Iudica ES 4. º año Pablo A. Otero

2 Índice Pensar en ciencia Punto de partida...7 Interpretar el concepto de ciencia...8 La ciencia curiosa...9 El trabajo de los científicos...10 Observaciones e hipótesis Teorías y paradigmas...12 Teorías que cambiaron paradigmas Biología, la ciencia de la vida...14 Las ciencias ómicas La comunicación Otras ramas de la biología Ciencias biológicas basadas en la experimentación...16 Ciencias biológicas basadas en los números...17 Actividades finales...18 sección i nutrición en el ser humano y en otros organismos 1 Seres vivos como sistemas abiertos Punto de partida...19 Sistemas y subsistemas...20 Subsistemas e interacción Teoría de sistemas aplicada a la ecología Teoría de sistemas aplicada a los seres vivos Todo depende del cristal con que se mire...23 Niveles de organización...24 Niveles de organización de los seres vivos Propiedades emergentes y trascendentes Función de nutrición...26 Nutrición heterótrofa Sistemas que participan en la nutrición heterótrofa Nutrición autótrofa Evolución y diversidad en la nutrición heterótrofa...28 Animales con sistemas de órganos...30 Relación entre las estructuras y su función en la nutrición Médico de cabecera...32 Médico especialista...33 Actividades finales Digestión y respiración en el ser humano Punto de partida...35 Los sistemas de nutrición...36 Sistema digestivo...37 Ingestión y digestión...38 Digestión gástrica Absorción y egestión...40 Alteraciones del sistema digestivo El hígado y el páncreas...42 Una maravillosa máquina...43 Respiración y sistema respiratorio...44 Respiración externa Respiración interna Organización del sistema respiratorio El proceso respiratorio...46 Ventilación pulmonar El intercambio gaseoso Respiración alveolar y tisular Afecciones del sistema respiratorio Regulación del equilibrio interno...48 Regulación de la temperatura Regulación de la función respiratoria Regulación de la función digestiva Regulación y control de la glucosa en sangre Libres de humo...52 Invadidos de humo...53 Actividades finales Circulación y excreción en el ser humano Punto de partida...55 El sistema circulatorio o cardiovascular...56 Los vasos sanguíneos La sangre...58 Las células sanguíneas El plasma Algunas alteraciones de la sangre La circulación sanguínea...60 Ciclo cardíaco Los caminos de la sangre...61 Alteraciones del sistema circulatorio...62 El sistema linfático...63 Circulación linfática 3

3 La excreción en el ser humano...64 Órganos de la excreción Sistema urinario Función renal Formación de la orina Control de la función renal Afecciones renales Ejercicio saludable...68 Ejercicio excesivo...69 Actividades finales Alimentación, salud y cultura Punto de partida...71 Comidas, alimentos y nutrientes...72 Funciones de los nutrientes Composición nutricional de los alimentos...74 Composición química Cantidad de nutrientes Nutrición en cada etapa de la vida...76 Alimentación en la adolescencia Alimentación saludable...78 Guías alimentarias para la población argentina Hábitos alimentarios y calidad de vida...80 La cultura alimentaria también tiene su historia...81 Enfermedades nutricionales...82 Desnutrición Obesidad Déficit o exceso de un nutriente Trastornos de la alimentación...84 Anorexia y bulimia El hambre, un problema mundial...86 Pobreza y nutrición La dieta de los omnívoros...88 La dieta de los vegetarianos...89 Actividades finales...90 sección ii metabolismo celular 5 Transformaciones de materia y energía en las células Punto de partida...91 La célula como sistema abierto...92 Reacciones químicas y energía El metabolismo celular...94 El ATP, la moneda de la energía...96 Energía de activación en las reacciones químicas...97 Metabolismo y enzimas...98 Estructura de las enzimas Características de las reacciones enzimáticas Regulación de la actividad enzimática Factores que afectan la actividad enzimática Nomenclatura de las enzimas y medida de la actividad enzimática Cofactores y coenzimas Enzimas y enfermedades metabólicas El descubrimiento de las enzimas Venenos que matan Venenos que curan Actividades finales Punto de partida Fotosíntesis: un ejemplo de anabolismo La fase lumínica o fotoquímica: obtención de energía La fase oscura o biosintética: síntesis de materia orgánica Factores que afectan la fotosíntesis Quimiosíntesis: otra forma de anabolismo Respiración celular: un ejemplo de catabolismo Respiración aeróbica Respiración anaeróbica Fermentación Eficiencia energética de la respiración Fotosíntesis versus respiración Distintas formas de nutrición Entrada y salida de materia en las células La estructura de la membrana celular El transporte a través de la membrana El transporte en masa Límite natural Bebidas energizantes Bebidas deportivas Actividades finales Obtención 7 Aplicaciones y aprovechamiento de nutrientes en las células biotecnológicas Punto de partida Biotecnología Biotecnología tradicional Biotecnología moderna Modificación genética de los organismos

4 Ingeniería de vías metabólicas bacterianas Producción y usos de enzimas microbianas Telas, detergentes y papel Industria alimentaria Industria farmacéutica y biotecnología ADN recombinante que hace historia Producción de combustibles Minería y biotecnología Biomonitoreo y biorremediación Biomonitoreo Biorremediación Petróleo y bacterias devoradoras Petróleo y dispersantes químicos Actividades finales sección iii materia y energía en los ecosistemas 8 Ecosistemas como sistemas abiertos Punto de partida Los ecosistemas Límites de los ecosistemas Composición y organización en los ecosistemas Energía y materia en los ecosistemas Energía en los ecosistemas Materia en los ecosistemas Organización en un ecosistema Niveles tróficos Redes tróficas Flujo de energía en los ecosistemas Pérdida de energía entre niveles Ciclos en los ecosistemas Ciclos de la materia en los ecosistemas Ciclo del agua Ciclo del carbono Ciclo del nitrógeno Ciclo del fósforo Ciclo del azufre Otros elementos esenciales Equilibrio en los ecosistemas Experimentos naturales ecológicos El lado bueno del dióxido de carbono El lado malo del dióxido de carbono Actividades finales Punto de partida Ecosistemas: sistemas con economía Biomasa Productividad Factores que limitan la productividad primaria Luz Agua y temperatura Nutrientes Eficiencia ecológica Pirámides Productividad y flujo de energía Productividad en diferentes ecosistemas Ecosistemas y servicios La ecología y los modelos matemáticos Aves y ambientes saludables Aves y ambientes contaminados Actividades finales Eficiencia 10 energética de los ecosistemas Dinámica de los ecosistemas Punto de partida Comunidad biológica Atributos estructurales Atributos funcionales Atributos y estudios ecológicos Sucesión ecológica Disturbios Tipos de sucesiones Mecanismos de una sucesión Sucesiones primarias Isla Surtsey Islas del Delta del Paraná Sucesiones secundarias Pastizales pampeanos Los bosques patagónicos Atributos de una comunidad durante una sucesión Investigación y ecología aplicada Biomas Bosques y selvas Pastizales, sabanas y estepas Hay más biodiversidad Hay menos biodiversidad Actividades finales

5 11 Agroecosistemas Proyectos Para aprender entre todos Punto de partida Características de los agroecosistemas Tipos de agroecosistemas Ganadería Agricultura Agricultura tradicional y agricultura moderna El cultivo de la soja en nuestro país Ecosistemas naturales y agroecosistemas La energía en los cultivos La energía en la ganadería Desventajas de los agroecosistemas Suelos Aguas Impacto sobre la biodiversidad Agroquímicos Reducción del impacto de los agroecosistemas Cultivos orgánicos Control biológico de plagas Formas alternativas de cultivo Desarrollo sustentable La biodiversidad y los bancos de germoplasma Agricultura industrial Agricultura sustentable Actividades finales Qué es un proyecto? Proyecto 1 Recopilar recetas con salud Proyecto 2 Informar adelantos biotecnológicos bien argentinos Proyecto 3 Argumentar por un ambiente mejor Experiencias Para realizar entre todos Por qué experiencias? Exp. inicial. Procedimientos científicos Fotosíntesis Espirómetro Pulso arterial Vitamina C en los alimentos Actividad enzimática Transporte a través de membranas Biogás Compost Horno solar Ciclo del agua en el ecosistema Mini-agroecosistema

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