Repaso de Biología PDF

Tarea 1. Evidencias que sustentan la Evolución La evidencia de la evolución se encuentra en el 1- record fósil, 2- anatomía comparada, 3- desarrollo embrionario, 4- biogeografía, 5- secuencias de ADN y mediante los procesos de evolución como 6- selección natural....

Tarea 1. Evidencias que sustentan la Evolución La evidencia de la evolución se encuentra en el 1- record fósil, 2- anatomía comparada, 3- desarrollo embrionario, 4- biogeografía, 5- secuencias de ADN y mediante los procesos de evolución como 6- selección natural. 1. Conceptos de fósiles Define los siguientes términos (en sus propias palabras) y coloca una imagen que represente el tipo de fosilización. a. Carbonización = Proceso en el que los restos orgánicos pierden elementos volátiles y solo queda una película de carbono. b. Permineralización = Ocurre cuando los minerales reemplazan los poros de los restos orgánicos, endureciéndolos. c. Reemplazo = Proceso donde los materiales orgánicos son sustituidos completamente por minerales. d. Molde = Forma que deja un organismo en el sedimento antes de descomponerse. e. Impresiones = Marcas o rastros de organismos preservados en roca f. Huellas = Vestigios de actividad de organismos, como pisadas g. Enterramiento = Proceso en el que un organismo queda sepultado rápidamente, preservando su forma. h. Coprolitos = Fósiles de excrementos de organismos prehistóricos. i. Preservación inalterada – Ambar = Conservación de organismos en resina fosilizada. j. Fosilización por Glacial (congelados) = Preservación de organismos en hielo sin descomposición significativa.  Anatomía Comparada En la siguiente hoja encontrarás diagramas que te muestran estructuras homólogas (figura 1.1), la cuales son aquellas que se forman de manera similar durante el desarrollo embrionario, pero tienen funciones algo diferentes. También encontrarás estructuras análogas (figura1.2), que son aquellas que tienen diferentes orígenes, pero pueden cumplir una misma función. Estructura Homóloga Estructura Análoga Figura 1.1 Figura 1.2 Estructuras Homólogas Utilizando el brazo humano como referencia (Figura 1.1), identifica las estructuras en los otros diagramas (extremidades del gato, ballena y murciélago). Para identificarlas, puedes usar colores comunes para cada tipo de elemento en la osamenta identificada. (Puedes pintarlo o colorearlo desde tu celular o laptop). 4. Investiga: Describe la función de las estructuras y extremidades para ciertos animales. Completa la siguiente tabla. Comparación de extremidades y estructuras especializadas en diversos animales. Animal Función de la extremidad Brazo humano Manipular objetos Aleta de ballena Nadar Patas de gato Caminar y saltar Alas de murciélago Volar Alas en ave Volar Alas de mariposa Volar Patas de dinosaurio Caminar y correr Alas de Mosca Volar Patas de un Mantis Atrapar presas Contesta la siguiente pregunta: Según las estructuras en la tabla anterior, ¿Cuál de los siguientes organismos no comparte un ancestro en común con el resto que aparece en la tabla?; indica si comparte alguna función con alguno de los otros en la tabla, y ¿cuál sería? El organismo que no comparte un ancestro común con los demás es la mariposa, ya que es un insecto. Sin embargo, sus alas comparten función con las alas de murciélago, ave y mosca. 5. Biogeografía La biogeografía es la ciencia que estudia la distribución de las especies en tiempo y espacio. Para esto, los biogeógrafos deben reconocer que los continentes no siempre han estado localizados ni organizados de la forma actual. La posición y la organización de los continentes han cambiado durante la historia geológica de la tierra. Distribución de Organismos en Pangea: La siguiente imagen representa Pangea y en ella existen cuatro Fósiles. En la imagen, se identifica con líneas entrecortadas la distribución de cada Fósil. Utilizando esa información de distribución, contesta las preguntas utilizando la imagen.  1- ¿Podríamos encontrar fósiles de Cynognathus en India? No, su distribución es limitada a Sudamérica y África. 2- ¿En dónde podríamos encontrar fósiles de Mesosaurus? En Sudamérica y África. 3- ¿Cuál de los organismos tiene una mayor distribución? Glossopteris 4- ¿Cuál de los organismos tiene una menor distribución? Mesosaurus 6. Secuenciación de ADN para demostrar ancestros comunes. El nucleótido es la unidad básica de los ácidos nucleicos (Ej. ADN) y la secuencia de este guarda toda la información genética de los organismos. Esta es la secuencia que es heredada a través de las generaciones. En el cuerpo humano, las secuencias de los nucleótidos son traducidos para formar diversas proteínas según la teoría de un gen -> proteína. Utilizando la secuenciación de Aminoácidos, podemos realizar comparaciones de diversos organismos para determinar si tienen alguna similitud en dichas secuencias. Para el siguiente Ejercicio utilizaremos la hemoglobina como proteína para poder establecer una relación entre diversos organismos. La hemoglobina es una proteína compuesta de 4 polipéptidos (estructura cuaternaria) y uno de esos polipéptidos tiene  146 aminoácidos. La siguiente tabla contiene una porción de los 146 aminoácidos de la cadena de polipéptido. Esa porción es desde la posición #87 hasta la posición #116. Utilizando la información provista y tomando en consideración la secuencia del Humano, establece cuan similares (con los Humanos) son los siguientes organismos: Chimpancé, Caballo, Gorilla, Canguro, Mono rhesus y León. Figura 1.4 – Secuencia de aminoácidos del segmento 87 al 116 de una cadena de polipéptido de Hemoglobina. 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 Humano THR LEU SER GLU LEU HIS CYS APS LYS LEU HIS VAL ASP PRO GLU Chimpancé THR LEU SER GLU LEU HIS CYS APS LYS LEU HIS VAL ASP PRO GLU Caballo ALA LEU SER GLU LEU HIS GLY APS LYS LEU HIS VAL ASP PRO GLU Gorrilla THR LEU SER GLU LEU HIS GLY APS LYS LEU HIS VAL ASP PRO GLU Canguro LYS LEU SER GLU LEU HIS GLY APS LYS LEU HIS VAL ASP PRO GLU Mono rhesus GLN LEU SER GLU LEU HIS CYS APS LEU LYS HIS VAL ASP PRO GLU León THR LEU SER PHE PRO HIS ARG APS LYS LYS HIS VAL ASP PRO CYS 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 ASN PHE ARG LEU LEU GLY ASN VAL LEU VAL CYS VAL LEU ALA HIS 116 ASN PHE ARG LEU LEU GLY ASN VAL LEU VAL CYS VAL LEU ALA HIS ASN PHE ARG LEU LEU GLY ASN VAL LEU ALA LEU VAL VAL ALA ARG ASN PHE LYS LEU LEU GLY ASN VAL LEU VAL CYS VAL LEU ALA HIS ASN PHE LYS LEU LEU GLY ASN ILE ILE VAL ILE CYS LEU ALA GLU ASN PHE LYS LEU LEU GLY ASN VAL LEU VAL CYS VAL LEU ALA HIS LYS ARG LYS LEU LEU CYS GLY SER ILE ALA CYS PRO THR GLY HIS Humano Chimpancé Caballo Gorrilla Canguro Mono rhesus León Datos sobre la composición de aminoácidos de diversos organismos Comparaciones Número de Número de Total de Porciento de Diferencias Similitudes Aminoácidos Similitud de Aminoácidos (Total de Aminoácidos iguales / Total de Aminoácidos) x 100 Humano vs Gorilla 2 28 30 93.3%. 93% Humano vs Caballo 6 24 30 80% Humano vs Mono 4 26 30 86.7% 87% rhesus Humano vs Canguro 8 22 30 73.3% 73% Humano vs Chimpancé 0 30 30 100% Humano vs León 16 14 30 46.6% 47% Contesta las siguientes preguntas: 1- ¿Cuál animal tiene el mayor número de diferencias con el Humano? León 2- ¿Cuál animal tiene el menor número de diferencias con el Humano? Chimpancé 3- ¿Cuál es el promedio de números de diferencias de aminoácidos entre los organismos de estudio? 6 diferencias en promedio.la 4- Utilizando el porciento de similitud de los aminoácidos, a que conclusión podemos llegar si comparamos el Humano vs el Canguro.  Existe menor similitud, el canguro está evolutivamente más alejado del humano que primates 5- ¿Cuál de los organismos está más alejado evolutivamente según los porcientos de similitud de los organismos? León Evolución de las Poblaciones 1. ¿Cuáles son los mecanismos que hace que la frecuencia de los alelos cambie en una población de generación a generación? Mutación: Cambios en el ADN que pueden introducir nuevos alelos en una población. Deriva genética: Cambios aleatorios en las frecuencias alélicas, más significativos en poblaciones pequeñas Flujo génico: Movimiento de alelos entre poblaciones debido a la migración. Selección natural: Alelos que confieren ventajas reproductivas se vuelven más comunes. Apareamiento no aleatorio: Preferencias de apareamiento que pueden cambiar las frecuencias alélicas. 2. Mencione y explique las fuentes de variación genética y provea un ejemplo de cada variación. Mutaciones: Cambios en la secuencia de ADN. Ejemplo: Mutación puntual que causa anemia falciforme. Recombinación genética: Intercambio de material genético durante la meiosis. Ejemplo: Variabilidad en la descendencia de una pareja. Migración: Introducción de nuevos alelos en una población. Ejemplo: Migración de individuos de una población a otra. 3. Explique el concepto de Acervo genético de una población.  Conjuntos totales de alelos presentes en una población. Representa la diversidad genética y es crucial para la adaptación y evolución. 4. Explique el concepto de la Ecuación de Hardy-Weingberg, ¿Cuál es el objetivo principal de esta ecuación?, Mencione la ecuación del equilibro y explique en detalle cada componente. Describe el equilibrio genético en una población ideal. La ecuación es p^2 + 2pq + q^2 = 1, donde p y q son las frecuencias de los alelos. Componentes: p^2: Frecuencia de individuos homocigotos dominantes. 2pq: Frecuencia de individuos heterocigotos. q^2: Frecuencia de individuos homocigotos recesivos. 5. ¿Como podemos discernir que una población NO se encuentra en equilibrio? Si las frecuencias observadas de los genotipos no coinciden con las predichas por la ecuación de Hardy-Weinberg, la población no está en equilibrio. 6. ¿Qué ocurre cuando una población no se encuentra en equilibro HardyWeingberg? Indica que uno o más de los supuestos de Hardy-Weinberg no se cumplen, lo que puede llevar a cambios evolutivos en la población. 7. Mencione y explique las cinco condiciones que son necesarias para que la Ecuación de Hardy-Weingberg se cumpla. No hay mutaciones- Las mutaciones son cambios en la secuencia de ADN que pueden introducir nuevos alelos en una población. Para que la Ecuación de Hardy-  Weinberg se mantenga, no debe haber mutaciones, ya que estas alterarían las frecuencias alélicas. Apareamiento aleatorio- El apareamiento debe ser completamente al azar, sin preferencias por ciertos genotipos. Si los individuos eligen parejas basándose en características específicas, las frecuencias alélicas pueden cambiar, rompiendo el equilibrio. Población infinitamente grande- En una población infinitamente grande, los efectos de la deriva genética (cambios aleatorios en las frecuencias alélicas) son insignificantes. En poblaciones pequeñas, la deriva genética puede causar fluctuaciones significativas en las frecuencias alélicas. No hay flujo génico- El flujo génico es el movimiento de alelos entre poblaciones debido a la migración de individuos. Para mantener el equilibrio de HardyWeinberg, no debe haber migración que introduzca o elimine alelos de la población. No hay selección natural- La selección natural favorece ciertos alelos que confieren ventajas reproductivas, aumentando su frecuencia en la población. Para que se cumpla la Ecuación de Hardy-Weinberg, todos los genotipos deben tener la misma probabilidad de sobrevivir y reproducirse. 8. Mencione los dos tipos de Selección sexual, explique brevemente cada uno y provea ejemplos. Selección intersexual: Preferencia de un sexo por ciertos rasgos en el otro sexo. Ejemplo: Colores brillantes en aves macho. Selección intrasexual: Competencia entre individuos del mismo sexo por acceso a parejas. Ejemplo: Luchas entre ciervos macho. Capítulo 24 – El origen de las especies 1. Compara y contrasta los conceptos de microevolución y macroevolución. o Microevolución: Cambios evolutivos pequeños dentro de una población a lo largo de generaciones, generalmente debido a mutaciones, selección natural, deriva genética y flujo génico. Ejemplo: la resistencia de bacterias a los antibióticos. o Macroevolución: Cambios evolutivos a gran escala que ocurren por encima del nivel de especie, abarcando la aparición de nuevas especies y la extinción de otras. Ejemplo: la evolución de los reptiles a aves. 2. Mencione las barreras precigóticas y poscigóticas. Luego explique cada una de estas barreras y mencione un ejemplo diferente a lo discutido en clase. o Barreras precigóticas (evitan la fecundación): ▪ Aislamiento temporal: Diferencias en los períodos reproductivos. Ej.: el sapo americano (Anaxyrus americanus) se reproduce en primavera, mientras que el sapo Fowler (Anaxyrus fowleri) lo hace en verano. ▪ Aislamiento ecológico: Viven en hábitats distintos. Ej.: leones y tigres, que rara vez se cruzan en la naturaleza. ▪ Aislamiento conductual: Diferencias en rituales de cortejo. Ej.: aves como los frailecillos usan cantos específicos para atraer parejas. ▪ Aislamiento mecánico: Incompatibilidad en estructuras reproductivas. Ej.: ciertas flores impiden el acceso a polinizadores no específicos. ▪ Aislamiento gamético: Incompatibilidad de los gametos. Ej.: corales liberan gametos en el agua, pero solo los de la misma especie se fertilizan. o Barreras poscigóticas (después de la fecundación): ▪ Inviabilidad del híbrido: El embrión no se desarrolla correctamente. Ej.: el cruce entre oveja y cabra produce un embrión no viable. ▪ Esterilidad del híbrido: El híbrido es estéril. Ej.: el mulo (caballo y burro) no puede reproducirse. ▪ Deterioro del híbrido: Descendencia de híbridos presenta problemas de salud o reproducción. Ej.: híbridos entre peces de distintas especies  pueden sobrevivir, pero sus crías tienen menor tasa de éxito reproductivo. 3. Describa cada uno de los siguientes términos: o Concepto biológico de especie: Grupo de organismos que pueden cruzarse y producir descendencia fértil. Ej.: perros domésticos (Canis lupus familiaris). o Especie morfológica: Se define por características anatómicas. Ej.: distintas especies de mariposas diferenciadas por su color y patrón de alas. o Especie ecológica: Se basa en su nicho ecológico y su interacción con el ambiente. Ej.: dos especies de lagartijas que habitan el mismo árbol pero en diferentes alturas. o Especie filogenética: Se define como el grupo más pequeño de individuos que comparte un ancestro común. Ej.: los felinos, que comparten una línea evolutiva común. 4. Discuta detalladamente los diferentes tipos de especiación y provea ejemplos. o Especiación alopátrica: Ocurre por una barrera geográfica. Ej.: las ardillas del Gran Cañón que se separaron en dos especies distintas. o Especiación simpátrica: Sucede sin barrera geográfica, a menudo por diferencias en el uso de recursos. Ej.: ciertos peces cíclidos en el lago Victoria se especializan en distintos tipos de alimentación. o Especiación parapátrica: Se da en poblaciones adyacentes con contacto limitado. Ej.: plantas que habitan suelos contaminados por metales se adaptan y forman nuevas especies. o Especiación peripátrica: Similar a la alopátrica, pero con una población pequeña que se aísla en una nueva área. Ej.: especies de insectos que colonizan islas remotas. Capítulo 26 – Filogenia y el Árbol de la Vida 5. Diferencie los siguientes conceptos: o Sistemática: Ciencia que estudia la diversidad biológica y sus relaciones evolutivas. o Taxonomía: Rama de la biología que clasifica y nombra a los organismos. o Filogenia: Estudio de las relaciones evolutivas entre especies.  6. Discuta y mencione las jerarquías taxonómicas desde lo más general hasta lo más específico. o Dominio → Reino → Filo → Clase → Orden → Familia → Género → Especie. Dominio: Es la categoría más amplia y agrupa a todos los seres vivos en tres grandes dominios: Bacteria, Archaea y Eukarya. Reino: Agrupa organismos con características generales similares. Ej.: Animalia (animales), Plantae (plantas) y Fungi (hongos). Filo o División: Agrupa clases con características similares. Ej.: Chordata (animales con notocorda). Clase: Conjunto de órdenes con características compartidas. Ej.: Mammalia (mamíferos). Orden: Conjunto de familias relacionadas. Ej.: Carnivora (carnívoros). Familia: Agrupa géneros relacionados. Ej.: Felidae (felinos). Género: Conjunto de especies similares. Ej.: Panthera (leones, tigres, leopardos). Especie: Unidad básica de clasificación, formada por organismos capaces de reproducirse y tener descendencia fértil. Ej.: Panthera leo (león). o Ejemplo completo (Humano): o Dominio: Eukarya\ Reino: Animalia\ Filo: Chordata\ Clase: Mammalia\ Orden: Primates\ Familia: Hominidae\ Genero: Homo\ Especie: Homo sapiens 7. Explique qué quiere decir el concepto de nomenclatura binomial propuesto por Carolus Linnaeus. Es un sistema que asigna a cada especie un nombre científico compuesto por dos palabras en latín: el género (con inicial mayúscula) y el epíteto específico (minúscula). Ej.: Homo sapiens (ser humano). Nombres científicos: Humano: Homo sapiens Perro doméstico: Canis lupus familiaris Gato doméstico: Felis catus  Lobo: Canis lupus León: Panthera leo Árbol Guayacán: Guaiacum officinale Coquí Guajón: Eleutherodactylus cooki Coquí de las yerbas: Eleutherodactylus portoricensis Coquí de la montaña: Eleutherodactylus antillensis Coquí común: Eleutherodactylus coqui Caballito de mar: Hippocampus reidi Orquídeas: Orchidaceae Rosa: Rosa spp. Lirio: Lilium spp. Murciélago: Artibeus jamaicensis (murciélago frugívoro) Pitirre: Tyrannus dominicensis San pedrito de Puerto Rico: Todirostrum cinereum Ruiseñor: Turdus philomelos Julián Chiví: Vireo altiloquus Pájaro bobo mayor: Phaethon aethereus Pájaro bobo menor: Phaethon lepturus Reinita de Puerto Rico: Setophaga angelae 8. ¿Qué representa un árbol filogenético? Es una representación gráfica de las relaciones evolutivas entre especies, basada en ancestros comunes. 9. Compare los siguientes árboles filogenéticos: o Monofilético: Incluye un ancestro común y todos sus descendientes. o Parafilético: Incluye al ancestro común, pero no a todos sus descendientes. o Polifilético: Incluye especies sin un ancestro común inmediato.  10. Los organismos en nuestro planeta Tierra se agrupan taxonómicamente siguiendo un sistema jerárquico que organiza a los seres vivos en categorías cada vez más específicas, desde el dominio hasta la especie. La clasificación tradicional en cinco reinos fue revisada con los avances en biología molecular y genética, lo que llevó a la creación del sistema de los tres dominios propuesto por Carl Woese en 1990. Esta reorganización se basó en el análisis del ARN ribosómico (ARNr), que permitió identificar diferencias fundamentales entre los grupos de microorganismos. Los tres dominios son: 1. Bacteria (Eubacteria): o Organismos unicelulares procariotas sin núcleo definido. o Tienen una pared celular con peptidoglicano. o Ejemplos: Escherichia coli, Streptococcus pneumoniae. 2. Archaea (Arqueas): o Organismos procariotas similares a las bacterias, pero con diferencias en su estructura genética y composición de membranas. o Viven en ambientes extremos, como fuentes hidrotermales o aguas altamente salinas. o Ejemplos: Halobacterium, Methanococcus. 3. Eukarya (Eucariotas): o Organismos con células que tienen núcleo y orgánulos membranosos. o Incluye los reinos: Protista, Fungi, Plantae y Animalia. o Ejemplos: Homo sapiens, Zea mays (maíz), Saccharomyces cerevisiae (levadura) Análisis del diagrama: 11. Del diagrama de abajo, señale: Dos taxones hermanos: Son aquellos que comparten un ancestro inmediato. o Euryarchaeotes y Crenarchaeotes  Un taxón basal: El que se ramifica primero desde el ancestro común. o Eukaryotes Una politomía: Punto donde una rama se divide en tres o más linajes. o Dominio Archaea Un punto de divergencia: Indica la separación de linajes a partir de un ancestro común. 12. Escriba debajo de cada árbol filogenético el tipo de grupo que se está señalando (monofilético, parafilético o polifilético). monofilético parafilético polifilético