Biología 2

Biología 2 – Quinto Semestre

RECAPITULACIÓN.


En este fascículo estudiaste la información que mantienen los seres vivos con sus medios interno y externo, así como los mecanismos mediante los cuáles el individuo responde a los estímulos recibidos y se mantiene como sistema. También se mencionaron los diferentes tipos de sustancias que participan en la recepción y procesamiento de información y en particular se trataron las hormonas de las plantas y los animales, y el sistema nervioso de éstos.

La información se estructuró en diversos apartados y cada uno de éstos incluye un conjunto de actividades cuya finalidad fue repasar, integrar y, en algunos casos, descubrir elementos o relaciones entre los diversos temas de éste y otros fascículos de Biología II.

Recuerda que, a fin de construir tu propio esquema sobre el tema, no basta que leas la información o copies a alguien las respuestas, sino que debes efectuar las actividades.

2.3 ANIMALES


Los animales cuentan con dos mecanismos para mantener relaciones con el medio en que viven e integrarse como sistemas; estos mecanismos son el químico y el neuroquímico o nervioso.

  1. Dibuja una neurona, anota los nombres de sus partes y la función de cada una de ellas.
  2. Describe brevemente la transmisión del impulso nervioso y de la sinapsis entre dos neuronas.
  3. ¿Qué es un arco reflejo y cómo es?
  4. ¿Cuál es la relación entre arco reflejo e irritabilidad?
  5. ¿Cómo se llaman las glándulas que producen las hormonas?
  6. Representa esquemáticamente la estructura de las hormonas de tipo esteroide.
Semejanzas entre el sistema nervioso y el endocrino

-Las estructuras a responder están alejadas de la glándula o del centro nervioso. -La regulación de ambos sistemas depende de la retroalimentación.

Diferencias entre el sistema nervioso y el endocrino

-Cada impulso nervioso sigue una vía limitada anatómicamente al nervio. En cambio, la hormona circula por todo el cuerpo, gracias a la sangre.

-En el sistema nervioso se estimulan las células que están en contacto con las terminaciones nerviosas, y en el sistema hormonal se estimulan las células que en sus membranas tienen receptores para las hormonas.

-El sistema nervioso, en general controla actividades que se realizan con rapidez; el sistema endocrino actúa sobre actividades con velocidades diversas que pueden ir desde unos segundos hasta años.

-El impulso nervioso estimula la actividad de los músculos de diferentes tipos – estriado, cardiaco y liso- y de glándulas tanto endocrinas como exocrinas; las hormonas influyen en la velocidad del metabolismo celular.

En los humanos el sistema glandular o endocrino está formado por varias glándulas que producen todo un arsenal de hormonas. En las figuras 16 y 17 puedes observar la mayoría de estas glándulas, su localización, las hormonas que producen y los efectos de éstas.

2.2 PLANTAS ∗


Las plantas, al igual que los hongos, sólo disponen del mecanismo químico para integrarse como organismo y relacionarse con el medio. Los primeros estudios al respecto fueron hechos por Carlos Darwin (1809-1882) y su hijo, quienes trabajaron con alpiste, planta gramínea como el trigo, conocida científicamente como Phalaris canariensis. En esta planta existe una cubierta o vaina – el coleóptilo – que protege al embrión y es lo primero en salir durante la germinación. Los Darwin señalaron algo característico que tiene lugar en esta parte de la planta y para ello propusieron, a modo de explicación la existencia de una hormona vegetal. De esta manera fueron los primeros en emplear esta idea en relación con las plantas.

Posteriormente, a principios del siglo XX, el danés Peter Baysen-Jensen, y el húngaro A. Paal experimentaron con coleóptilos de avena y cuadros de agar, logrando demostrar la presencia de una sustancia que determina el crecimiento de la planta.

En 1926 el holandés Fritz Went aisló el principio activo (sustancia que produce el efecto), y le dio el nombre de auxina (término que se deriva del griego aúxein, que significa crecer). Algún tiempo después se identificó esta sustancia como el ácido indol-acético (AIA), compuesto que había sido aislado desde 1885 por E. y H. Salkowsky, pero del cual no se conocían sus efectos sobre las plantas. Observa la fórmula del AIA y de su precursor en la figura 10.

Figura 10.

Los trabajos sobre esta línea continúan y se descubren más sustancias. Entre 1926 y 1935 se aisló y purificó en Japón una serie de compuestos que se denominaron giberelinas, por haberse aislado del hongo Giberella fujikoroi. Por cuanto que este hongo constituyo una seria amenaza para los cultivos de arroz, las giberelinas son un ejemplo de la acción que pueden tener unos organismos sobre otros.

El tiempo necesario para la actividad experimental es de unos 15 días. Organízala con tiempo.

  1. Las gramíneas son plantas que pertenecen al grupo de las monocotiledóneas; ¿qué caracteriza a las plantas de este grupo?
  2. ¿Por qué el nombre científico del alpiste y del hongo del que se aislaron las giberelinas está formado por dos nombres?
  3. ¿Cuál es la razón de subrayar los nombres científicos de los organismos y por qué sólo uno de ellos empieza con mayúscula?
  4. ¿A qué categoría taxonómica corresponden los nombres del Phalaris, canariensis, Giberella y fujikoroi.
  5. ¿A qué categoría taxonómica pertenecen los términos plantae y fungi?
  6. De los organismos mencionados, Phalaris canariensis y Giberella fujikoroi, ¿cuál pertenece al grupo plantae y cual al grupo fungi?
  7. Encierra en un círculo los grupos funcionales del triptófano, precursor del AIA, y anota sus nombres.
  8. De acuerdo con los grupos funcionales del triptófano, ¿qué clase de compuesto es?
  9. ¿Cuál es la diferencia entre el AIA y el triptófano?
  10. Explica si la siguiente afirmación es falsa o verdadera: Las plantas son organismos pluricelulares.

Con la información obtenida hemos conformado un panorama general de las respuestas de las plantas a diferentes estímulos del ambiente y de las sustancias relacionadas con esas respuestas. Entre los compuestos identificados a la fecha están el AIA, las giberelinas (unas 57), el ácido abscísico, las citoquininas y el etileno, entre otras, todas ellas consideradas hormonas vegetales que se relacionan con varias actividades de la planta, entre las que se encuentran las siguientes:

-Aumento de tamaño del organismo (crecimiento).

-Movimientos de orientación del ser (tropismos), mismos que pueden acercar a la

planta al estímulo (tropismos positivos) o alejarla de él (tropismos negativos).

-Caída de hojas y frutos (abscisión).

-Influencia de la yema terminal sobre las yemas laterales (dominancia apical).

-Formación de la flor (floración) y del fruto.

Entre los estímulos a los que responden las plantas mediante la intervención de estas sustancias están la luz, la gravedad, la cantidad de horas luz y oscuridad a la que está sometida la planta, entre otros.

Para comprobar las respuestas de la planta a algunos de los estímulos mencionados realiza la actividad: “Las plantas, seres capaces de responder a estímulos”.

Las plantas, seres capaces de responder a estímulos

Objetivo: Demostrar que las plantas son capaces de responder a estímulos como la luz y la gravedad.

Elementos antecedentes: Para el desarrollo y comprensión de esta actividad necesitas usar los términos que se indican a continuación; estímulo, respuesta, hormona, tropismo positivo y tropismo negativo; búscalos en este fascículo y anota sus significado en tu cuaderno.

Además de estos términos necesitas otros que puedes consultar en un diccionario enciclopédico y son: foto, geo, testigo en trabajo experimental y plántula.

Problema: ¿las condiciones del medio, como la luz y gravedad, pueden cambiar la dirección del crecimiento del tallo y la raíz de plántulas? De acuerdo con el procedimiento del método científico, una vez planteado el problema, se propone una respuesta: ¿Hacia dónde crees que se dirigirán el tallo y la raíz de plántulas en los siguientes casos?

a) al recibir luz de diferentes direcciones. b) Al ser puesta en posiciones diferentes a la inicial.

Anota lo que consideras que sucederá.

a) ________________________________________________________________

b) ________________________________________________________________

El siguiente paso es realizar los experimentos y saber por ellos si tus respuestas son correctas o no. Para que los realices se indica que necesitas y el procedimiento a seguir.

A. Respuesta de las plantas a la luz

Material, equipos y sustancias

– Semillas. Puedes escoger de la lista que se da a continuación (los números entre paréntesis indican los días que tardan en germinar): alfalfa (4-5), avena (2-3), berro (3-4), calabaza (3-4), col (3-5), chícharo (3-4), frijol (3-5), garbanzo (2-3), lenteja (3-4), maíz (4-8), rábano (2-4), trébol (1-2) y trigo (3-5).

– 6 frascos de vidrio (pueden ser útiles los de los productos alimenticios como

mermeladas, alimentos infantiles, mayonesa, etc.), que se pueden sustituir por vasos

de vidrio o plástico.

-Papel higiénico, o servilletas o pañuelos de papel. -Etiquetas engomadas o marcador con el que puedas escribir sobre los recipientes con los que vas a trabajar.

– Algodón.

-Agua. -3 cajas de cartón o plástico que no permitan el paso de la luz (por ejemplo, de

zapatos o galletas). -1 pliego de cartoncillo negro.

– Tijeras.

Nota: Todos los materiales los proporcionarán los estudiantes.

Procedimiento.

Para averiguar cuál es la respuesta de las plantas a la luz se requiere que con anterioridad se construyan germinadores y cajas de prueba.

Construcción de un germinador

Un germinador es un recipiente en el que se colocan semillas para su germinación. Se pueden construir con vasos y frascos; éstos pueden ser de vidrio o de plástico transparente; también pueden ser opacos, pero estos impiden observar el brote de la semilla y el crecimiento de la plántula ( del latín plántula, diminutivo de planta, planta pequeña, recién nacida).

Forra por dentro los recipientes con el material que hayas escogido (papel higiénico o servilletas), y algodón para llenarlos, éste no debe quedar apretado.

Construcción de una caja de prueba

Con dos trozos de cartoncillo negro divide las cajas tal como se indica en la figura 11.

En el sistema escolarizado el maestro organizará a los estudiantes en equipos, a los que distribuirá las diferentes semillas. En el Sistema de Enseñanza Abierta, cada estudiante trabajará con tres semillas distintas.

Figura 11.

Coloca de 10 a 20 semillas entre la pared del recipiente y el papel. Conviene que las semillas queden más o menos a la mitad del frasco o vaso; así, tanto el tallo como la raíz tendrán el espacio suficiente para crecer, (te recomendamos apuntar los datos que se deriven de los resultados para un adecuado seguimiento de tu práctica).

En la figura 12 se muestra cómo queda el germinador con las semillas.

Figura 12.

Vierte en el germinador el agua suficiente de manera que el algodón sólo se humedezca; cuida que no haya exceso de agua. Prepara los germinadores para cada una de las semillas que escogiste y coloca las semillas de cada lote en un germinador. Anota en el recipiente, o en la etiqueta engomada pegada en el recipiente, los siguientes datos:

Nombre común de la planta: Nombre científico de la planta: Fecha:

Para consultar el nombre científico de las plantas te recomendamos el libro Botánica de Manuel Ruiz-Oronoz, Daniel Nieto Roaro e Ignacio Larios Rodríguez (Ed. Porrúa, México). También puedes localizar estos nombres en diccionarios enciclopédicos, o en otros libros de Botánica.

Cuando empiecen a germinar las semillas y las plántulas tengan unos 5 cm de largo, coloca cada germinador en una caja. Deja los germinadores testigo y los experimentos en un lugar donde no estén expuestos a la luz directa del sol y no corran el riesgo de volcarse. La observación de los germinados testigo será necesaria para saber si en algún momento les hace falta agua a las plantas y si es adecuada la altura que tienen.

En caso de que los germinadores necesiten agua, agrégala tomando las siguientes precauciones, hazlo durante la noche, en un lugar con poca iluminación, y lo más rápidamente posible. A los 15 días de colocar los germinadores en las cajas, abre éstas: la prueba ha terminado.

Resultados

    1. Anota el nombre común y científico de las plantas cuyas semillas utilizaste.
    2. a) Nombre común: ___________________________________________________ Nombre científico:__________________________________________________ b) Nombre común: ___________________________________________________ Nombre científico: __________________________________________________ c) Nombre común ____________________________________________________ Nombre científico: __________________________________________________
    1. anota el día en que empezaron a germinar las primeras semillas de cada una de las plantas utilizadas.
    2. Semillas de ______________________; ________ días Semillas de ______________________; ________ días Semillas de ______________________; ________ días
    1. Anota el día en que ya no germinaron más semillas.
    2. Semillas de ______________________; ________ días Semillas de ______________________; ________ días Semillas de ______________________; ________ días
  1. escribe el porcentaje de semillas que germinó en cada caso.

Semillas de ______________________; ________ % Semillas de ______________________; ________ % Semillas de ______________________; ________ %

Para obtener el porcentaje de las semillas germinadas aplica la regla de tres, donde la cantidad de semillas que se pusieron a germinar (G1) es al 100% y la cantidad de semillas que germinaron (G2) es a x%, de tal manera que

G1 – 100%

G2 – x% y se G2 multiplica por 100. El resultado de la multiplicación se divide entre el valor de G1 y el resultado es el valor de x.

5. completa el siguiente cuadro anotando la respuesta dada por la planta.

Semilla de: ________________ Semilla de: ________________ Semilla de: ________________
Plántulas en condiciones sin modificar
Plántulas con iluminación modificada.

Discusión

  1. ¿Las plantitas del lote testigo y del lote experimental se movieron en la misma dirección? Describe lo que pasó.
  2. ¿Las plantas de los lotes testigo se movieron en la misma dirección o en direcciones distintas? ¿Qué sucedió? ____________________________________
  3. ¿Las plantas de los lotes experimentales se movieron en la misma dirección o en direcciones diferentes? _______________________________________________
  4. ¿El resultado obtenido en la prueba se debe a las diferencias en las condiciones o al tipo de planta utilizada? _____________________________________________
  5. ¿A qué momento del desarrollo de las investigaciones sobre la capacidad de respuesta de las plantas es comparable el experimento que hiciste?____________
  6. ¿Cómo se llama la función de las plantas mediante la cual responden a los estímulos? _________________________________________________________
  7. Si utilizaste semillas diferentes, ¿Qué resultados obtuviste en los siguientes puntos?____________________________________________________________

a) Tiempo de germinación. b) Porcentaje de germinación c) Dirección tomada por las plantas en los lotes testigo y experimentales.

Conclusión

Compara los resultados con tu respuesta al inicio de la actividad, en la parte correspondiente al problema, y anota el resultado que obtuviste. ¿Tenías razón o no? ¿Por qué?

Anota tus conclusiones en el siguiente espacio.

B. Respuesta de las plantas a la gravedad

Material, equipo y sustancias

– Semillas de tres plantas diferentes que pueden ser las mencionadas para el

experimento A. -12 cuadrados de cartón de por lo menos 10 cm y no más de 15 cm de lado. -12 bolsitas de plástico del tamaño de los cuadrados de cartón. Se puede sustituir

por película transparente autoadherible que se utiliza para conservar alimentos en el refrigerador.

– Algodón.

– Agua.

– 12 tiras de plástico de 1.5 cm de ancho y unos 4 cm más larga que los cuadrados de cartón. Sólo se requieren si usas bolsas de plástico; en el caso de la película no son necesarias.

-Engrapadora y grapas. Sólo si se usan las bolsas de plástico, de otro modo no hacen falta. -Etiquetas engomadas o marcador.

Nota: Todos los materiales los proporcionarán los estudiantes.

Procedimiento

Construye 12 dispositivos como se indica a continuación: forra un cuadrado con plástico

o con película autoadherible, coloca una capa de algodón, después las semillas (de 4 a 6), cúbrelas con una tira de plástico y engrápala para evitar que se desprenda. Observa la figura 13. Agrega agua para humedecer el algodón, pero que éste no gotee.

Figura 13.

Usa cuatro cartones para cada uno de los tipos de semillas, y pega una etiqueta con los siguientes datos o anótalos directamente sobre la cubierta de los cartones.

Semilla de: Nombre científico: Fecha:

Coloca los dispositivos en un lugar donde no haya luz directa del sol y espera a que germinen. Cuando broten las primeras hojas gira los cartones como se indica en la figura 14; deja pasar tres días y anota los resultados, luego otros tres y registra lo que sucede. Agrega en el rótulo de nombre y fecha el símbolo que indica qué tanto giraste el cartón.

posición original 90° en relación con el primero 180° en relación con el primero 270° en relación con el primero
Figura 14.

Resultados

Anota frente a cada símbolo qué sucedió en las distintas semillas.

Semilla de _____________________. Semilla de _____________________. :: :: :: :: :

Semilla de _____________________. : : : :

Discusión

  1. Explica si la respuesta que se observa se relaciona o no con la irritabilidad en las plantas.
  2. ¿La respuesta de la raíz y el tallo son en la misma dirección?
  3. ¿Cuál es la ventaja de que el tallo crezca hacia arriba y la raíz hacia abajo? ¿Con qué función o funciones biológicas de la planta está relacionada la dirección de crecimiento de la raíz y el tallo?
  4. ¿Qué es un tropismo y cuándo es positivo y cuándo es negativo?
  5. Al unir el término geo, (tierra), el término foto, (luz), y la palabra para identificar el movimiento de la planta, con el término tropismo, tendremos el nombre de la respuesta de la planta a la gravedad y a la luz. Anota dichos términos.

_________________________________: movimiento de la planta en respuesta a la luz.

______________________________: movimiento a la planta en repuesta a la gravedad.

Conclusión

Compara la respuesta que propusiste con tus resultados y establece si es correcta o no. En tu respuesta deberás mencionar los movimientos del tallo y de la raíz como geotropismos positivo y negativo y el beneficio que la planta obtiene de esos movimientos.

Mediante los experimentos has observado directamente la capacidad de respuesta de las plantas a la luz y a la gravedad, pero estos no son los únicos estímulos a los que responden; también pueden hacerlo ante los obstáculos que se encuentran en su camino y el número de horas de iluminación (duración del día y la noche). En general, las plantas responden gracias a sustancias que actúan sobre las células de dos maneras, ya sea favoreciendo su alargamiento o su división; en ambos casos el resultado es el aumento de tamaño.

Si todas las células involucradas en la respuesta crecen a la misma velocidad, la dirección del crecimiento será hacia arriba o hacia abajo; si crecen a diferentes velocidades, habrá cambios de dirección.

Para que identifiques lo que sucede necesitas proveerte de un globo, de preferencia alargado, y un pedazo de cinta adhesiva de unos 5 cm. Pega en el globo la cinta adhesiva e ínflalo. Anota lo que sucede y explica por qué pasa.

Gracias a los trabajos realizados por diferentes investigadores se han identificado varias sustancias y su relación con las respuestas de las plantas. En el siguiente cuadro se presentan algunas de ellas. (no memorices esta información, pues el propósito es que te des cuenta del grado de avance logrado y las perspectivas que existen en este campo.)

Tipo de Efecto en la planta
sustancia o
sustancias
Auxinas Causa alargamiento de las células por aumento de la vacuola. Cuando la concentración de auxina baja, las hojas y frutos caen. Permite diferentes tropismos.
Giberelinas Está relacionada con el crecimiento de la planta. Su falta produce plantas enanas.
Citoquininas Se relacionan con el crecimiento de la planta. Interactúan con giberelinas citoquininas y su acción permite obtener plantas completas a partir de fragmentos, fenómeno conocido como clonación.
Etileno Participa en el control del proceso de maduración de los frutos. En agricultura, algunas frutas se cortan verdes y en las bodegas se les aplica este gas, para que maduren. Aparentemente también participa en la germinación impidiendo que la plántula se enderece, protegiendo así las partes más blandas.
Fitocromo Participa en la orientación de las hojas y cloroplastos hacia la luz. Parece ser que actúa como fotorreceptor. Permite a la planta responder a la duración del día y la noche con la producción de flores (floración). También influye en el sexo en la flor formada; el etileno favorece las flores masculinas y las giberelinas, las flores femeninas; es de mayor interés en la floricultura.
Florígeno Nombre provisional dado a la posible sustancia relacionada con la floración. Algunos autores creen que la floración no se debe a una sola sustancia sino a la interacción de varias.

Estas sustancias se emplean en la agricultura para diversos fines: unas para promover la floración o la fructificación, y otras para controlar plagas. El efecto no es el mismo en las diferentes tipos de planta, pues algunas son más sensibles que otras.

Con estas sustancias se puede sincronizar la floración, o sea que todas las plantas florezcan en un tiempo determinado, lo que evita al agricultor recorrer sus campos diario para la recolección de flores.

Estos problemas son temas de estudio de la Bioquímica, la Fisiología vegetal y la Genética. Recuerda que finalmente estas sustancias actúan sobre los genes.

  1. ¿Qué quiere decir auxina y quién la aisló por primera vez?
  2. En la figura 15 se describe cómo se puede obtener auxina a partir de coleóptilos de avena; obsérvalos y diseña un experimento para demostrar si la obtuviste o no.

Figura 15.

Para ayudarte en el diseño te ofrecemos una lista de los puntos que debe contener y las preguntas o comentarios que orientarán tu trabajo.

Título. El título debe dar idea sobre lo que se va a hacer. Objetivo. ¿Qué quieres lograr con esta actividad en cuanto a las auxinas? Elementos antecedentes. ¿Qué necesitas saber para hacer el trabajo e interpretar los resultados? Problema. Anota una pregunta que se resuelva con el experimento. Material, equipo y sustancias. Haz una lista de lo que necesitas para trabajar. Procedimiento. Describe qué hay que hacer para ver si obtuviste o no la auxina.

2.1 HONGOS


    1. El cuerpo de los hongos puede estar formado de diferentes maneras. A continuación se presentan dos columnas, en una se describe cómo puede ser el cuerpo de los hongos, y en la otra se da el nombre de cada forma de organización. Une la descripción con el nombre que le corresponda trazando una línea entre ambas.
    2. Una célula Micelio Conjunto de hifas Plasmodio Masa gelatinosa con muchos núcleos Forma unicelular
  1. Anota las sustancias que pueden participar en la integración de un ser vivo como sistema.
  2. Completa el siguiente párrafo:

A un hongo, como a cualquier otro ser vivo, le pueden llegar sustancias provenientes del ___________________________________ y del ______________________________. Entre las sustancias que puede producir un organismo están las parahormonas que son ________________________________. Para que una sustancia pueda actuar sobre un organismo se necesita que suceda lo

siguiente:

  1. ¿Qué es una célula blanco? ___________________________________________
  2. ¿Qué efectos puede tener una sustancia sobre una célula blanco?_____________
  3. ¿En qué consiste la trascripción y la traducción en la célula? _________________

Los hongos son sistemas que para integrarse como tales y relacionarse con su medio dependen del mecanismo químico, es decir, no tienen neuronas. Diversas sustancias del medio y otras que ellas producen tienen efectos sobre sus actividades. A continuación se mencionan algunas:

El acetato, el bicarbonato y el oxígeno tienen efectos sobre la formación de estructuras productoras de gametos (gametangios) y de esporas (esporangios de diferentes tipos); sustancias de tipo carotenoide, esteroides, ácidos orgánicos y de otros tipos actúan como hormonas sexuales, es decir, influyen en la formación de gametos y la atracción entre éstos.

Uno de los efectos más interesantes que ejerce el ambiente sobre los hongos es la formación de estructuras reproductoras a medida que disminuyen los nutrimentos. Con esto se logra producir formas capaces de resistir la temporada adversa, de tal manera que cuando llega la temporada favorable da origen a nuevos organismos. Este efecto se debe a que los nutrimentos reprimen la producción estructuras reproductoras.

La luz es otro de los componentes del medio que influye en los hongos. En algunos de ellos se han podido identificar sustancias que responden a la luz de diferentes longitudes de onda, lo que les permite actuar como fotorreceptores o receptores de luz, y se cree que estas sustancias actúan como hormonas.

La ciencia que estudia los hongos es la Micología y una de sus metas es profundizar en el estudio de la acción de los componentes del ambiente sobre estos seres y de las sustancias que producen. Esto permitirá un mejor aprovechamiento de sus características, así como prevenir sus perjuicios.