BIOLOGÍA HUELLAS INTERCAMBIOS DE MATERIA Y ENERGÍA, DE LA CÉLULA AL ECOSISTEMA

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1 HUELLAS [4]ES BIOLOGÍA INTERCAMBIOS DE MATERIA Y ENERGÍA, DE LA CÉLULA AL ECOSISTEMA Noemí Bocalandro Débora Frid Laura Socolovsky Coordinación: Laura Fumagalli

2 ÍNDICE Para aprovechar este libro... 8 Introducción Los seres vivos: unidad y diversidad La biodiversidad Historia de las ideas sobre el origen de la diversidad biológica Las características de los seres vivos Acerca del origen de la vida Una experiencia que dio sustento a la teoría de Oparin-Haldane Qué estudia la biología Los seres vivos como sistemas En este libro BLOQUE 1 LOS ORGANISMOS COMO SISTEMAS ABIERTOS Capítulo 1 La nutrición en los organismos pluricelulares La clasificación biológica Los niveles de organización de la materia en los seres vivos Homeostasis Un ejemplo de mecanismos homeostáticos: la termorregulación La nutrición en la diversidad biológica La obtención de biomoléculas en los organismos autótrofos La obtención de biomoléculas en los organismos heterótrofos La obtención de energía en autótrofos y en heterótrofos La nutrición en los animales Diversidad de sistemas de nutrición simples en algunos invertebrados Animales con sistemas digestivos completos Los sistemas de nutrición en los vertebrados Propuesta de actividades Propuesta de actividades Intercambio de materia y energía en los organismos 29 Capítulo 2 La nutrición en el organismo humano. Digestión y respiración El organismo humano como sistema abierto Un sistema complejo Un sistema coordinado: la especialización Funciones y sistemas de nutrición La digestión El sistema digestivo Un proceso, distintos tipos de transformaciones El proceso digestivo se inicia en la boca La digestión química continúa en el estómago La digestión finaliza en el primer tramo del intestino delgado La absorción de nutrientes en el yeyuno y el íleon En el intestino grueso se completa la absorción El hígado La vesícula El páncreas El transporte de los nutrientes La regulación de la digestión La respiración La respiración y la composición del aire El sistema respiratorio El mecanismo de la respiración Frecuencia respiratoria El recorrido del aire En los pulmones En los alvéolos, los intercambios gaseosos Un principio físico que permite explicar los intercambios gaseosos Un ejemplo de regulación: la respiración en la altura Propuesta de actividades Propuesta de actividades Análisis de un experimento histórico sobre la digestión La relación entre la morfología de los pulmones y su función... 51

3 Capítulo 3 La nutrición en el organismo humano. Circulación y excreción La circulación El sistema cardiovascular La estructura y el funcionamiento del corazón El control del ritmo cardíaco El recorrido de la sangre por el cuerpo La composición de la sangre Características y funciones de los leucocitos Los glóbulos rojos Las plaquetas Alteraciones cardiovasculares Cómo prevenir las enfermedades cardiovasculares El sistema linfático Recolección del líquido intercelular La excreción El agua en el cuerpo La excreción en el sistema urinario Estructura interna y funcionamiento de los riñones La eliminación de la orina La composición de la orina Las deficiencias de la función renal y sus consecuencias La regulación de la excreción Propuesta de actividades Propuesta de actividades El miocardio, un músculo muy especial La formación de la orina Capítulo 4 La alimentación en la especie humana Alimentación y salud Qué se entiende por salud? Dieta equilibrada La energía de los alimentos Requerimientos y aporte nutricional El agua en la dieta La distribución de agua potable Enfermedades transmitidas por el agua y por los alimentos Los diferentes requerimientos nutricionales Alimentación, sociedad y cultura Estado nutricional Producción y consumo de alimentos La selección de los alimentos como rasgo sociocultural Imagen corporal y nutrición en la adolescencia Leyes de talles Propuesta de actividades Propuesta de actividades El síndrome urémico hemolítico (SUH) Profesionales en actividad Síntesis conceptual BLOQUE 2 LAS CÉLULAS COMO SISTEMAS ABIERTOS Capítulo 5 Composición química de las células Las moléculas de importancia biológica Macromoléculas y reacciones químicas Modelos moleculares Las proteínas La estructura de las proteínas Funciones biológicas de las proteínas Los carbohidratos Los lípidos Los ácidos nucleicos Otras sustancias de importancia biológica Las vitaminas Los minerales El agua Propuesta de actividades Propuesta de actividades La acción del jabón Reconocimiento de sustancias orgánicas Capítulo 6 La estructura celular La forma de las células Forma y función El tamaño de las células Tipos de células La estructura de las células eucariotas La membrana plasmática El citoplasma Las organelas citoplasmáticas Sistemas de endomembranas El núcleo celular Diferencias entre células animales y vegetales El estudio de las células a través de los microscopios El microscopio óptico El microscopio electrónico Propuesta de actividades Propuesta de actividades Las funciones del núcleo celular Observación de células al microscopio óptico

4 Capítulo 7 Metabolismo celular La célula: sistema abierto El pasaje de sustancias a través de la membrana plasmática Transporte pasivo La difusión Difusión facilitada Transporte activo Transporte mediado por bombas Transporte en masa Metabolismo celular Energía y ATP Los catalizadores biológicos: las enzimas Cómo actúa una enzima? Procesos catabólicos La degradación de la glucosa Obtención de energía a partir de la glucosa Glucólisis La respiración celular La cadena respiratoria En la respiración se oxidan otros compuestos además de la glucosa El camino de la glucosa La fermentación Procesos anabólicos La fotosíntesis La luz y los pigmentos fotosintéticos Etapas de la fotosíntesis Propuesta de actividades Propuesta de actividades Acción enzimática Fermentación Los pigmentos fotosintéticos y la fotosíntesis 153 Capítulo 8 La biotecnología y sus aplicaciones Los orígenes de la biotecnología Qué es la biotecnología? La biotecnología tradicional en la vida cotidiana Los biocombustibles, un recurso energético renovable La obtención de biocombustibles Beneficios de los biocombustibles Los principales biocombustibles y su origen Diversidad y selección artificial La ingeniería genética La biotecnología moderna Biotecnología y el mejoramiento de cultivos Cultivos transgénicos en la Argentina Los alimentos transgénicos Nuevos desarrollos biotecnológicos Bioseguridad de los alimentos transgénicos en la Argentina Biotecnología y salud Producción de insulina humana Producción de hormona de crecimiento Producción de antibióticos Producción de vacunas recombinantes Biotecnología y ambiente La biorremediación Biorremediación en la Argentina Biotecnología y la conservación de la biodiversidad Bancos de genes Conservación en la Argentina Otras aplicaciones de la biotecnología moderna 170 Propuesta de actividades Propuesta de actividades Producción de biogás Profesionales en actividad Síntesis conceptual BLOQUE 3 LOS ECOSISTEMAS, ESTRUCTURA Y DINÁMICA Capítulo 9 Los sistemas naturales desde un enfoque ecológico Ecología: sus antecedentes La ecología como ciencia Los sistemas ecológicos o ecosistemas Ecología y evolución Ecología y población humana El enfoque ecológico y la utilización de modelos 184 Propuesta de actividades Propuesta de actividades Los sistemas ecológicos La utilización de modelos Capítulo 10 La estructura de los ecosistemas Los componentes del ecosistema y sus interacciones Los factores abióticos Respuestas de los organismos al cambio ambiental El agua en el ecosistema Adaptaciones que mantienen el equilibrio hídrico Adaptaciones en los vegetales Adaptaciones en los animales El suelo La luz en el ecosistema La captación de la luz Fotoperiodicidad La temperatura

5 Condiciones ambientales y biomas La temperatura y los procesos biológicos La temperatura corporal de los animales Adaptaciones a temperaturas extremas Los factores bióticos del ecosistema Las poblaciones Estructura de las poblaciones Patrones de dispersión de las poblaciones Densidad y tamaño poblacionales Crecimiento poblacional Estrategias reproductivas Fluctuaciones en las poblaciones La comunidad: relaciones entre las poblaciones Características estructurales de las comunidades Interacciones entre las poblaciones Propuesta de actividades Propuesta de actividades Influencia de la temperatura en la distribución de las especies La estructura de las comunidades Capítulo 11 La materia y la energía en los ecosistemas Ciclo de la materia y flujo de la energía Relaciones alimentarias y niveles tróficos Cadenas y redes tróficas Relaciones predador-presa Transferencia de energía Producción primaria y biomasa Los biomas y su productividad Eficiencia fotosintética Eficiencia ecológica El reciclaje de la materia El ciclo hidrológico El ciclo del oxígeno El ciclo del azufre El ciclo del carbono El ciclo del nitrógeno El ciclo del fósforo Propuesta de actividades Propuesta de actividades Medición de la producción secundaria El flujo de la energía en los ecosistemas marinos Los ciclos biogeoquímicos y los requerimientos de los organismos Capítulo 12 Dinámica de los ecosistemas Sucesión ecológica Sucesión primaria y sucesión secundaria Concepto de sere Modelos explicativos de la sucesión ecológica La sucesión ecológica y la estructura de la comunidad Las especies vegetales de las etapas serales tempranas Las especies vegetales de la comunidad clímax Los recursos limitantes La sucesión y el funcionamiento de los ecosistemas Diversidad y estabilidad Regresión Cambios en las comunidades clímax Propuesta de actividades Propuesta de actividades Colonización de ambientes Comunidades serales y clímax Capítulo 13 Sistemas subsidiados. Los agroecosistemas La actividad humana a través del tiempo Sociedades de cazadores-recolectores Sociedades agrícolas Sociedades industriales Sociedades industriales avanzadas Ecosistemas humanos Los agroecosistemas Flujo de energía en los agroecosistemas Reciclado de materiales en los agroecosistemas Mecanismos de regulación de poblaciones Actividades agrícolas y los problemas ambientales La degradación del suelo Sostenibilidad de los agroecosistemas Prácticas alternativas para la sostenibilidad de los agroecosistemas Conservación del suelo Mantenimiento y restablecimiento de la fertilidad del suelo Métodos alternativos para el control de plagas Propuesta de actividades Propuesta de actividades La Revolución verde Huerta orgánica intensiva Profesionales en actividad Síntesis conceptual La biología como emprendimiento humano Índice alfabético