BIOLOGÍA HUELLAS HUELLAS. Directora editorial: Judith Rasnosky. Jefe de editores: Marcelo Andiñach. Coordinador: Pablo Salomón

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1 HUELLAS HUELLAS [3]ES BIOLOGÍA Directora editorial: Judith Rasnosky Jefe de editores: Marcelo Andiñach Coordinador: Pablo Salomón Editor: Sebastián Vargas Raúl Alzogaray. Es licenciado y doctor en Biología (UBA). Se desempeña como profesor asociado en la Maestría en Control de Plagas y su Impacto Ambiental (Universidad Nacional de San Martín). Es investigador del CONICET y trabaja en el Centro de Investigaciones de Plagas e Insecticidas del Instituto de Investigaciones Científi cas y Técnicas para la Defensa (CIPEIN-CITEDEF). Autor de libros de divulgación científi ca. Virginia de Francesco. Es licenciada en Ciencias Biológicas (UBA). Trabaja en temas de conservación en la Defensoría del Pueblo de la Nación. Docente de la Escuela Argentina de Naturalistas (EAN). Autora de artículos académicos y de divulgación científi ca. Marcela Gleiser. Es licenciada en Ciencias Biológicas (UBA). Docente en el área de Ciencias Naturales en nivel secundario, modalidad presencial y a distancia. Sofía Martínez. Es licenciada en Ciencias Biológicas (UBA). Posgrado en Comunicación Científi ca, Médica y Ambiental (Pompeu Fabra, España). Autora de artículos académicos y de divulgación científi ca. Editora gráfi ca y revisora de productos de e-learning, de libros y de manuales para alumnos, guías docentes y textos académicos relacionados con las Ciencias Naturales. Autores: Julieta Molinas. Es licenciada en Ciencias Biológicas (UBA). Trabaja en el laboratorio de Neurobiología de la Memoria, Instituto de Fisiología, Biología y Neurociencias, Departamento de Fisiología y Biología Molecular y Celular (FCEYN-UBA). Docente de Biología en nivel secundario. Gabriel Gellon. Es licenciado en Ciencias Biológicas (UBA) y doctor en Biología (PhD) en Yale University, en donde trabajó como investigador. Ex docente en nivel secundario en la Argentina y en Estados Unidos, ha sido creador y director de varios proyectos educativos relacionados con la ciencia. Ex codirector de la Diplomatura en Enseñanza de la Ciencia de FLACSO. Actualmente, preside la ONG Expedición Ciencia. Autor de artículos y de libros de divulgación científi ca. Diego Golombek. Es licenciado y doctor en Biología (UBA). Profesor titular en la Universidad Nacional de Quilmes (UNQ), donde se desempeña como investigador principal del CONICET. Ha sido profesor invitado en prestigiosas universidades del mundo. Autor de artículos y de libros de divulgación científi ca. Es director de la colección Ciencia que Ladra, de Siglo XXI Editores, y realiza diversas actividades de divulgación científi ca en medios gráfi cos y televisivos. Es miembro de la Comisión Nacional para el Mejoramiento de la Enseñanza de las Ciencias y de la Comisión de Educación de la Feria del Libro, y ex presidente de la Sociedad Argentina de Neurociencias.

2 Índice Para aprovechar este libro BLOQUE 1: RESPUESTA AL MEDIO CAPÍTULO 1. LOS SERES VIVOS Y SU RELACIÓN CON EL MEDIO Estudio de caso. Qué es saber? Los seres vivos como sistemas Niveles de organización en los seres vivos La función de relación en los seres vivos La ruta de la información en el organismo Tipos de respuestas en animales Tipos de respuestas en plantas La función de control en los seres vivos El control de actividades en los animales El control en las plantas Experimentos en papel. Qué parte de una planta percibe la luz? La homeostasis Mecanismos que equilibran el organismo Ciencia en acción. Homeostasis y enfermedades Modelo estímulo-procesamiento-respuesta La transmisión de la información en los organismos Taller de ciencias. Experimentar con la homeostasis del cuerpo humano Propuesta de actividades Las feromonas El gusto Experimentos en papel. Los quimiorreceptores son específicos? Ciencia en acción. Formas de contaminación que alteran la percepción de los animales Otros tipos de estímulos La gravedad La electricidad La temperatura El campo magnético Experimentos en papel. las palomas perciben el campo magnético terrestre? Taller de ciencias. Las vacas se alinean según el campo magnético de la tierra? Propuesta de actividades CAPÍTULO 2. ESTÍMULOS Y RESPUESTAS DE LOS ANIMALES Estudio de caso. Olor a hormiga Percepción y respuesta Los órganos de los sentidos Distintos tipos de receptores Estímulos lumínicos Qué ven los animales? Estímulos mecánicos Diversos receptores táctiles Estímulos sonoros Los oídos en los vertebrados Estímulos químicos El olfato CAPÍTULO 3. ESTÍMULOS Y RESPUESTAS DE LAS PLANTAS Estudio de caso. Contando horas de frío La captación de los estímulos Variedad de estímulos y receptores Variedad de respuestas Tipos de movimientos en las plantas Los estímulos lumínicos El fototropismo El heliotropismo La nictinastia La fotoperiodicidad Experimentos en papel. La floración de la soja depende del momento en que se siembra la semilla? El fitocromo y las respuestas a la fotoperiodicidad La temperatura como estímulo Ciencia en acción. Los ritmos circadianos Los estímulos mecánicos El tigmotropismo La tigmonastia El agua y otras sustancias como estímulos El hidrotropismo La hidronastia Los estímulos químicos

3 La gravedad Taller de ciencias. Los fotorreceptores de las plantas captan cualquier tipo de luz? Propuesta de actividades CAPÍTULO 4. PERCEPCIÓN Y RESPUESTA EN LOS ANIMALES...70 Estudio de caso. Los porqués de la belleza El comportamiento animal como respuesta...72 Organización del comportamiento Instinto y aprendizaje Los comportamientos innatos Los comportamientos adquiridos Tipos de aprendizaje...75 Habituación Experimentos en papel. Cómo hallan sus nidos las avispas? Condicionamiento Discernimiento Conductas innatas que se modifican con la experiencia La comunicación Comunicación visual...78 Comunicación sonora Comunicación por mensajes químicos La competencia y el comportamiento...80 Comportamiento antagónico...80 Exhibiciones simbólicas o rituales Territorialidad Jerarquía Comportamiento y apareamiento...82 Señales de cortejo y apareamiento Cortejo...83 Comunicación entre especies...83 Sociedades animales...84 Ventajas y desventajas de vivir en grupo Gregarios o sociales?...85 La evolución del comportamiento...86 Selección natural y comportamiento...86 Altruismo Taller de ciencias. Cortejo y selección de pareja en palomas domésticas Propuesta de actividades Konrad Lorenz. Ahí viene papá pato CAPÍTULO 5. PERCEPCIÓN Y RESPUESTA A NIVEL CELULAR Estudio de caso. Antenas moleculares Las respuestas celulares frente al ambiente Los estafilococos y la penicilina Experimentos en papel. El hongo Penicillium notatum inhibe el desarrollo de estafilococos?...97 La membrana plasmática...98 Las funciones de las proteínas en la membrana...99 Experimentos en papel. Las proteínas de la membrana plasmática se pueden mover?...99 El pasaje de sustancias a través de la membrana La concentración y el transporte a través de la membrana Las proteínas de la membrana y la percepción de los mensajes Los receptores intracelulares Las señales agonistas y antagonistas Ciencia en acción. Tratamiento del cáncer de mama con antagonistas hormonales Transducción de señales y generación de respuestas Diversos casos de transducción de la señal Receptores y respuesta inmunológica Las glicoproteínas La comunicación entre las células Estructuras de unión intercelular y la comunicación Taller de ciencias. Construcción de modelos sobre el funcionamiento de los receptores Propuesta de actividades

4 Índice BLOQUE 2: REGULACIÓN E INTEGRACIÓN DE FUNCIONES CAPÍTULO 6. EL SISTEMA NERVIOSO Estudio de caso. Juegos mentales Recepción y respuesta a estímulos Funciones del sistema nervioso El sistema de entrada: los receptores Simetría y cefalización Variedad de estructuras del sistema nervioso Redes, ganglios, cerebros y cefalización Estructuras sensoriales en los animales El sistema nervioso en los seres humanos La neurona: unidad estructural y funcional del sistema nervioso Tipos de neuronas Las células gliales Sistema nervioso y electricidad El potencial de acción La sinapsis Experimentos en papel. Cómo se transmite la información de una neurona a la otra? Tipos de sinapsis El sistema nervioso central El encéfalo La médula espinal Los actos reflejo La representación del mundo y los actos voluntarios El sistema nervioso periférico El sistema nervioso somático y las acciones voluntarias El sistema nervioso autónomo y las acciones involuntarias Las funciones superiores del cerebro: aprendizaje y memoria Experimentos en papel. Pavlov y el aprendizaje asociativo Enfermedades del sistema nervioso Un hombre atrapado en el tiempo Las drogas y el sistema nervioso Efectos del alcohol y del tabaco Ciencia en acción. Cerebros biotecnológicos Taller de ciencias. Calcular el tiempo de reacción Propuesta de actividades CAPÍTULO 7. EL SISTEMA ENDOCRINO Y EL CONTROL HORMONAL Estudio de caso. Metamorfosis sexuales El sistema endocrino y el control hormonal en los seres vivos Las hormonas: los comunicadores del sistema endocrino Hormonas en animales y en vegetales El sistema endocrino y las hormonas en los seres humanos Clasificación química de las hormonas Mecanismos de acción de las hormonas La especificidad hormonal: el modelo llave-cerradura Las glándulas endocrinas Regulación del sistema endocrino La hipófisis: la glándula maestra Distribución de tareas entre las hormonas de la hipófisis Oxitocina: control neuroendocrino durante la lactancia Las hormonas durante la adolescencia: crecimiento y maduración sexual Ciencia en acción. El estirón de Messi y la terapia hormonal El páncreas y la regulación de la glucemia El control de los niveles de glucosa La diabetes Experimentos en papel. Regula el páncreas el nivel de glucosa? El equilibrio y los procesos homeostáticos La osmorregulación como ejemplo de sistema homeostático Eje hipotalámo-hipofisario: el control neuroendocrino El rol de la neurohipófisis Respuesta ante el estrés: integración neuroendocrina Taller de ciencias. De qué manera se restaura la homeostasis luego del ejercicio intenso? Propuesta de actividades

5 Bernardo Houssay. La ciencia de trabajar por la patria CAPÍTULO 8. LAS PROTEÍNAS Estudio de caso. La falla más pequeña Las proteínas en los seres vivos Funciones de las proteínas Las enzimas Las enzimas y la energía La acción de las enzimas se relaciona con otras proteínas Ciencia en acción. Las enzimas en la industria.165 Los aminoácidos Las proteínas son polímeros de secuencia La estructura de las proteínas Clasificación de las proteínas Según la morfología Según la composición Estructura y función de las proteínas Experimentos en papel. Cómo se modifica la acción de las enzimas con la temperatura y con la acidez? Desnaturalización e hidrólisis de las proteínas Síntesis de proteínas Relación entre el plegamiento de las proteínas sintetizadas y la secuencia Taller de ciencias. Experimentar con la estructura de las proteínas Propuesta de actividades Experimentos en papel. Es posible que un ARN formado por un solo tipo de bases dé lugar a la síntesis de distintos polímeros de aminoácidos? La síntesis de proteínas La síntesis paso a paso El concepto de gen Genotipo y fenotipo Las mutaciones Los genomas y su lectura El genoma humano El ADN y sus aplicaciones forenses Ciencia en acción. ADN e identidad: el caso de las Abuelas de Plaza de Mayo La biotecnología La ingeniería genética Taller de ciencias. Instrucciones para ver a simple vista el ADN propio Propuesta de actividades James Watson y Francis Crick. El secreto de la vida Rosalind Franklin. La mujer que fotografió el ADN Índice alfabético CAPÍTULO 9. EL ADN Estudio de caso. El caso de la mujer maquillada como Paul Stanley El modelo de Watson y Crick Estructura del ADN Replicación del ADN Estructura y funciones del ARN El código genético...185