Ramas e Historia de la Biología

Historia de la Biología

• La biología estudia los seres vivos y tiene raíces en civilizaciones antiguas como Egipto y Grecia.
• Hipócrates propuso causas naturales para las enfermedades.
• Aristóteles clasificó y observó el comportamiento de los seres vivos.
• La invención del microscopio revolucionó la biología en el siglo XVII.
• Las teorías de la evolución de Darwin y el descubrimiento del ADN surgieron en los siglos XIX y XX.

Ramas de la Biología

• Citología estudia la estructura, función y composición química de las células.
• Embriología analiza el desarrollo del embrión desde la fecundación.
• Micología se centra en el estudio de los hongos.
• Bacteriología examina bacterias, estructura y comportamiento.
• Histología inspecciona los tejidos animales y vegetales.
• Virología se dedica al estudio de los virus.
• Ecología examina la relación entre los seres vivos y su entorno.
• Anatomía examina la estructura de los organismos.
• Fisiología investiga las funciones internas de los organismos

Relación de la Biología con otras ciencias

• La química ayuda a explicar las reacciones químicas en los seres vivos.
• La microbiología estudia los microorganismos, que son esenciales para la vida.
• La paleontología proporciona información sobre la evolución de los seres vivos a través de los fósiles.
• La bioquímica analiza las sustancias químicas de los seres vivos.

Principales investigaciones de la Biología y sus aportes

• Alexander Fleming descubrió la penicilina, el primer antibiótico.
• Robert Hooke descubrió la célula.
• Zacarías Janssen inventó el primer microscopio compuesto
• Charles Darwin propuso la teoría de la evolución por selección natural.
• Gregor Mendel es considerado el padre de la genética por sus estudios con guisantes.
• Hipócrates introdujo la idea de que las enfermedades tienen causas naturales.
• James Watson y Francis Crick descubrieron la estructura del ADN en 1956 con su forma de doble hélice.

Método científico

• Observación es el primer paso
• Planteamiento del problema es el segundo paso
• Hipótesis es el tercer paso
• Experimentación es el cuarto paso
• Análisis de resultados, es el quinto paso
• Conclusión, es el sexto paso
• Publicación de resultados es el séptimo y último paso

El microscopio

• Un microscopio es un instrumento que observa estructuras pequeñas que no son visibles a simple vista.
• Existen microscopios ópticos y electrónicos.
• Gracias a él se descubrieron las células, bacterias y virus.
• Zacharias Janssen inventó en 1590.
• Los tipos de microscopios incluyen el óptico, simple, compuesto, de luz ultravioleta, de fluorescencia y petrográfico.

Ciencias auxiliares de la biología

• Las matemáticas ayudan con el análisis estadístico de resultados.
• La física explica la luz en los microscopios o la energía en los procesos celulares.
• La química es fundamental para comprender la composición y las reacciones de los organismos.

Niveles de organización de la materia.

• La materia ocupa un lugar en el espacio y tiene masa.
• A nivel molecular existen partículas subatómicas (protón, neutrón, electrón), átomos (unión de partículas subatómicas como H, Li, P) y moléculas (unión de dos o más átomos).
• A nivel celular, los organelos son la unión de moléculas (Aparato de Golgi, Núcleo), las células son la unión de organelos (Neurona), los tejidos son la unión de células (Tejido muscular) y los órganos son la unión de tejidos (Corazón, Pulmones).
• A nivel de aparatos y sistemas, estos son la unión de órganos con la misma función (Aparato digestivo y Sistema nervioso), mientras que el organismo es la unión de estos sistemas (Ser humano).
• A nivel ecológico, las poblaciones son conjuntos de organismos similares (humanos o animales), las comunidades son conjuntos de poblaciones (comunidad educativa o de animales), los ecosistemas son conjuntos de comunidades (terrestre o marino) y la biosfera es el conjunto de ecosistemas.

Elementos biogenéticos

• Los elementos biogenéticos son elementos químicos naturales esenciales para la vida.
• Los elementos primarios son C (carbono), H (hidrógeno), O (oxígeno), N (nitrógeno), P (fósforo) y S (azufre).
• Los elementos secundarios son Ca, Na, K, Mg y Cl.
• Ejemplos de alimentos que contienen estos elementos son almendras, brócoli, girasol, lentejas y aceitunas.

Moléculas orgánicas importantes para la vida

• Contienen carbono y son esenciales para la vida:
• Carbohidratos
• Lípidos
• Proteínas
• Ácidos nucleicos

Carbohidratos

• Proporcionan energía inmediata y están compuestos por C, H y O.
• Los monosacáridos están formados por una sola molécula (glucosa, fructosa).
• Los disacáridos están formados por dos moléculas de monosacáridos (sacarosa, lactosa).
• Los polisacáridos son cadenas de más de 10 monosacáridos que almacenan energía y forman estructuras en animales y plantas.

Lípidos

• Los lípidos son importantes reservas de energía a largo plazo y también forman membranas celulares.

Grasas y aceites

• Son lípidos formados por glicerol y ácidos grasos.
• Sirven como reserva de energía a largo plazo.
• Las grasas son sólidas a temperatura ambiente como la manteca
• Los aceites son líquidos a temperatura ambiente como el aceite de oliva.

Ceras

• Son lípidos formados por un alcohol y ácidos grasos.
• Sirven para la protección e impermeabilización.
• Ejemplos: cera de abejas y capa cerosa en hojas de plantas.

Fosfolípidos

• Son lípidos con dos ácidos grasos y un grupo fosfato.
• Forman las membranas celulares.
• Ejemplo: fosfatidilcolina en las membranas celulares.

Esteroides

• Son lípidos con estructura de anillos, no tienen ácidos grasos.
• Regulan las hormonas y la estructura.
• Ejemplos: colesterol y hormonas como la testosterona y los estrógenos.

Proteínas

• Están formadas por aminoácidos y participan en funciones estructurales, de transporte, de defensa y de regulación.
• Las proteínas se clasifican como Enzima Digestiva, Transporte, Estructura, Señalización hormonal, Defensa, Contracción y Almacenamiento.
• Las estructuras de las proteínas son primaria (secuencia de aminoácidos), secundaria (hélice alfa o lámina beta), terciaria (forma tridimensional) y cuaternaria (unión de cadenas polipeptídicas).

Enzimas biológicas

• Aceleran reacciones químicas sin consumirse; son catalizadores biológicos.
• Los catalizadores aumentan la velocidad de las reacciones químicas.
• Los inhibidores disminuyen o detienen la acción enzimática.
• Los cofactores son moléculas necesarias para la actividad de algunas enzimas.

Complejo enzima-sustrato

• Permite la unión temporal entre una enzima y su sustrato, transformando la enzima en un producto y liberándose sin alterarse.

Ácidos nucleicos

• Son biomoléculas que almacenan y transmiten información genética.
• Los tipos incluyen ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico).

ADN

• El ácido desoxirribonucleico contiene el material genético hereditario.
• La estructura del nucleótido es de fosfato + azúcar (desoxirribosa) + base nitrogenada (A, T, C, G).
• La replicación del ADN genera copias exactas del mismo para formar células hijas.
• El modelo de Watson y Crick describe una doble hélice con bases nitrogenadas enfrentadas (A-T, C-G).

ARN

• Es una molécula de cadena sencilla que participa en la síntesis de proteínas.
• Su estructura es de fosfato + azúcar (ribosa) + base nitrogenada (A, U, C, G).
• Entre los tipos de ARN se incluyen el ARNm (mensajero), el ARNt (transferencia) y el ARNr (ribosómico).

La transcripción

• Es el proceso de copiar información del ADN en una molécula de ARN mensajero.
• Ocurre en el núcleo de la célula.

Principales teorías del origen de la vida

• El creacionismo establece que la vida fue creada por una entidad divina.
• La panspermia describe que la vida vino del espacio en meteoritos o cometas.
• La generación espontánea sugirió erróneamente que la vida surge de la materia inerte.
• La teoría de Charles Darwin sugirió que la vida pudo haber surgido de una "sopa primitiva" con condiciones adecuadas.
• La teoría de Oparin-Haldane propuso que la vida se originó a partir de compuestos orgánicos simples que se formaron en la Tierra primitiva.