mIBiología 1.5. EL ORIGEN DE LAS CÉLULAS Nombre: Curso: Fecha de inicio: Fecha de culminación: � PRE-BI � 1PDBI � 2PDBI Nro. Lista Grupo No. Integrantes: COMPRENSIÓN (C) � 1.5.1. Las células solo pueden formarse por división de células preexistentes. � 1.5.2. Las primeras células deben haber surgido de materia no viva. � 1.5.3. El origen de las células eucariotas puede explicarse por medio de la teoría endosimbiótica. NATURALEZA DE LA CIENCIA (NDC) � 1.5.1. Puesta a prueba de los principios generales que subyacen al mundo natural: debe verificarse el principio de que las células solo proceden de células preexistentes. APLICACIONES (A) � 1.5.1. Pruebas de los experimentos de Pasteur de que la generación espontánea de células y organismos no tiene lugar actualmente en la Tierra. MsC. KRUPZCAYA GUAPULEMA O. U.E. CAP. EDMUNDO CHIRIBOGA – BACHILLERATO INTERNACIONAL 1 mIBiología 1.5. EL ORIGEN DE LAS CÉLULAS Diseño experimental: Una observación involucra el acto de notar y describir eventos o procesos de manera cuidadosa y ordenada. Los científicos utilizan observaciones para hacer inferencias. Una inferencia es una interpretación lógica basada en lo que los científicos ya saben. Una hipótesis es una explicación científica para un conjunto de observaciones que pueden ser probadas de manera que la apoyen o rechacen. Probar la hipótesis a menudo involucra diseñar un experimento. Cuando sea posible, una hipótesis debe ser probada por un experimento controlado, en el cual solamente una variable (variable independiente), o manipulada es cambiada. La variable que puede cambiar en respuesta a la variable independiente se llama variable dependiente. El grupo de control es expuesto a las mismas condiciones que el grupo experimental, excepto para la variable independiente. Recoger, registrar y analizar los datos, o información recogida durante el experimento es la fundamental para delinear una conclusión basada en los datos. Las siguientes preguntas hacen referencia a la generación espontánea, la idea de que la vida puede surgir de la materia no viva. La generación espontánea fue aceptada por muchos en la comunidad científica hasta la mitad del siglo XIX. Una serie de experimentos simples fueron desarrollados para probar la validez de esta idea. 1.5.1.NDC La evidencia utilizada para apoyar la generación espontánea fue la observación de que la comida con el tiempo se cubre de hongos, gusanos o se produce crecimiento bacterial. La inferencia detrás de la generación espontánea es de que no existe un organismo “parental”. Escriba esta inferencia como una hipótesis utilizando una oración si-entonces por qué… que sugiera una forma de probarla. _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ En 1668, Franceso Redi propuso una hipótesis diferente para explicar el ejemplo específico de que los gusanos aparecían en la carne en descomposición. Él había observado que las larvas aparecen en la carne unos pocos días después de que las moscas han sido vistas sobre la comida. El infirió que las moscas habían dejado huevos muy pequeños para ser vistos a simple vista. El experimento de Redi se muestra a continuación. ¿Qué conclusión puede extraerse de este experimento? Frascos descubiertos Días después Frascos cubiertos Aparecen gusanos Días después No aparecen gusanos _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ MsC. KRUPZCAYA GUAPULEMA O. U.E. CAP. EDMUNDO CHIRIBOGA – BACHILLERATO INTERNACIONAL 2 mIBiología 1.5. EL ORIGEN DE LAS CÉLULAS Hacia finales de 1700, Lazzaro Spallanzani diseñó un experimento diferente para mostrar que la vida no surgía espontáneamente de la comida. El infirió que algunas comidas se descomponen a causa del crecimiento de microorganismos. Observe la imagen y luego complete la información requerida en cada caso. Variable independiente: _______________________________________________ _______________________________________________ Caldo de carne hervido Caldo de carne hervido Variable dependiente: _______________________________________________ _______________________________________________ Frasco abierto Frasco sellado Los microorganismos aparecen en el caldo Los microorganismos no aparecen en el caldo Variables controladas (identifique 3) _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ 1.5.1.A Los críticos de Spallanzani dijeron que con su experimento el demostró solamente que los organismos no pueden vivir sin aire. En 1859 Louis Pasteur diseñó un experimento para responder a los críticos de los resultados de Spallanzani. Dibuje en el tercer paso final de su experimento. Utilice una flecha para mostrar la ruta del viaje de los microorganismos. Sombree el caldo en el frasco(s) en el cual los microorganismos crecieron. Rotule el esquema. Caldo de carne hervido Caldo de carne hervido ¿Cómo resolvió Pasteur el problema de Spallanzani de limitar la exposición al aire? _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ MsC. KRUPZCAYA GUAPULEMA O. U.E. CAP. EDMUNDO CHIRIBOGA – BACHILLERATO INTERNACIONAL 3 mIBiología 1.5. EL ORIGEN DE LAS CÉLULAS ¿Qué propósito tuvo hervir el caldo de carne en ambos experimentos? _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ ¿De qué manera los experimentos de Redi, Spallanzani y Pasteur desaprobaron la hipótesis que escribiste previamente? _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ Hoy usamos el proceso de hervir líquidos para prevenir su descomposición por bacterias y otros microorganismos, proceso diseñado por uno de los científicos antes mencionados, en especial para un tipo de alimento. ¿Cuál es este proceso y su autor? _________________________________________________________________________________________________ A partir de la lectura de los enunciados 1.5.1.NDC y 1.5.1.A, complete el siguiente diagrama de Venn sobre las pruebas con las que aportaron Redi, Spallanzani y Paster, además de otros investigadores para que los biólogos acepten universalmente la idea de las células sólo provienen de otras células preexistentes. 1.5.1.C. ¿Cómo se denominó a la célula artificial diseñada por el equipo científico del Dr. Craig Venter? _________________________________________________________________________________________________ ¿Por qué razón se afirma que la célula creada en 2010 no era totalmente nueva? Describa el proceso de creación. _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ MsC. KRUPZCAYA GUAPULEMA O. U.E. CAP. EDMUNDO CHIRIBOGA – BACHILLERATO INTERNACIONAL 4 mIBiología 1.5. EL ORIGEN DE LAS CÉLULAS 1.5.2.C. A menos que las células llegaran a la Tierra desde otro lugar en el universo, debieron surgir de materia no viva. Esta conclusión lógica plantea una de las preguntas más difíciles para los biólogos ¿cómo podría surgir una estructura tan compleja como la célula de forma natural a partir de materia no viva? En el recuadro sombreado, coloque el número correspondiente para ordenar las hipótesis de las principales etapas que explican la aparición de las células vivas. •Ensamblaje de compuestos de carbono en polímeros •Desarrollo de un mecanismo de herencia •Producción de compuestos de carbono (azúcares y aminoácidos) •Formación de membranas Utilice el siguiente listado para completar los rótulos del diagrama del experimento de Urey y Miller. Mezcla de gases Rayos Cámara de condensación Vapor de agua Cámara de agua fría Resultado del experimento Complete: ¿Cuál de las partes del experimento de Urey y Miller representa los siguientes elementos? 1. 2. 3. 4. 5. Atmósfera de la Tierra primitiva Formación de gotas de agua Líquido con aminoácidos y otros compuestos orgánicos. Océano primitivo Tormentas eléctricas _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ MsC. KRUPZCAYA GUAPULEMA O. U.E. CAP. EDMUNDO CHIRIBOGA – BACHILLERATO INTERNACIONAL 5 mIBiología 1.5. EL ORIGEN DE LAS CÉLULAS Explique los resultados del experimento de Urey y Miller. _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ Cada uno de los siguientes enunciados es falso, vuelva a escribirlos para hacerlos verdaderos. a. Un posible lugar de origen de los primeros compuestos es la superficie terrestre _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ b. Los respiraderos del fondo marino emanan agua fría y compuestos químicos inorgánicos oxidados como el oro. _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ c. El ensamblaje de compuestos de carbono en polímeros tuvo como fuente de energía a la luz del sol _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ d. Si los fosfolípidos hidrofóbicos hubiesen estado presentes en la superficie terrestre se habrían organizado en monocapas. _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ e. Una monocapa fosfolipídica se asemeja a un eucariota pequeño. _____________________________________________________________________________________________ f. La formación de membranas plasmáticas hizo imposible el desarrollo de una química externa _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ g. La replicación del ADN y transmisión de genes a la descendencia requiere de lípidos _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ h. La formación de líquidos requiere genes _____________________________________________________________________________________________ i. En las etapas primitivas el material genético pudo haber sido el ADN _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ j. El ADN puede almacenar información y autorreplicarse actuando como catalizador. _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ MsC. KRUPZCAYA GUAPULEMA O. U.E. CAP. EDMUNDO CHIRIBOGA – BACHILLERATO INTERNACIONAL 2 mIBiología 1.1.1.C. 1.5. EL ORIGEN DE LAS CÉLULAS ¿Qué establece la teoría endosimbiótica? _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________ Explique ¿de qué manera la teoría endosimbiótica explica el origen de las mitocondrias y los cloroplastos? Origen de las mitocondrias Origen de los cloroplastos Enliste las características que sugieren que las mitocondrias y cloroplastos evolucionaron a partir de procariotas independientes. 1. __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ 2. __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ 3. __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ 4. __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ 5. __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ Utilice las afirmaciones del siguiente recuadro para completar el diagrama de causa – efecto de la siguiente página. Los organismos que usaban oxígeno para la respiración evolucionaron. Las primeras células se extinguieron Los océanos cambiaron de color de café a azul La capa de ozono se formó y el cielo se tornó azul El óxido de hierro se hundió en el océano MsC. KRUPZCAYA GUAPULEMA O. U.E. CAP. EDMUNDO CHIRIBOGA – BACHILLERATO INTERNACIONAL 3 mIBiología 1.5. EL ORIGEN DE LAS CÉLULAS Causa: Las bacterias fotosintéticas comenzaron a producir oxígeno Causa / Efecto: El oxígeno combinado con hierro en los océanos formó óxido de hierro Causa / Efecto: El oxígeno se acumuló en la atmósfera Causa / Efecto: Causa / Efecto: Causa / Efecto: Causa / Efecto: MsC. KRUPZCAYA GUAPULEMA O. U.E. CAP. EDMUNDO CHIRIBOGA – BACHILLERATO INTERNACIONAL 4