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ویرایش: Novena edición. نویسندگان: Eldra P. Solomon, Ana Elizabeth García Hernández, Pablo S Salomón, Yazmín Nieves-Jiménez, Linda R Berg, Rocío Cárdenas Romero, Diana W Martin سری: ISBN (شابک) : 9786074819342, 6074819343 ناشر: Cengage learning سال نشر: 2013 تعداد صفحات: 1420 زبان: Spanish فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) حجم فایل: 166 مگابایت
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Biología Acerca de la autoras Contenido abreviado Contenido Prefacio Al estudiante Parte 1 La organización de la vida 1 Una visión de la vida CONCEPTOS CLAVE 1.1 Tres temas básicos Repaso 1.2 Características de la vida Los organismos están compuestos por células Los organismos crecen y se desarrollan Los organismos regulan sus procesos metabólicos Los organismos responden a estímulos Los organismos se reproducen Las poblaciones evolucionan y se adaptan al medio ambiente Repaso 1.3 Niveles de organización biológica Los organismos presentan diferentes niveles de organización Se pueden identificar varios niveles de organización ecológica Repaso 1.4 Transferencia de Información El ADN transmite información de una generación a la siguiente La información se transmite por señales químicas y eléctricas Repaso 1.5 La energía de la vida Repaso 1.6 Evolución: El concepto básico unificador en biología Los biólogos utilizan un sistema binominal para nombrar a los organismos La clasificación taxonómica es jerárquica El árbol evolutivo de la vida incluye tres dominios y varios reinos Tabla 1-1 Clasificación del gato, el humano, y el árbol de roble blanco Las especies se adaptan en respuesta a cambios en el ambiente La selección natural es un importante mecanismo por el cual la evolución sigue su curso Las poblaciones evolucionan como resultado de presiones selectivas de los cambios en su entorno Repaso 1.7 El proceso de la ciencia La ciencia requiere de procesos de pensamiento sistemáticos El razonamiento deductivo comienza con los principios generales El razonamiento inductivo inicia con observaciones específicas Los científicos hacen observaciones cuidadosas y preguntas críticas La oportunidad con frecuencia desempeña un papel en el descubrimiento científico Una hipótesis es una afirmación comprobable Una hipótesis refutable se puede probar Los modelos son importantes en el desarrollo y en la prueba de hipótesis Muchas predicciones se pueden probar por experimentación Los investigadores deben evitar el sesgo Los científicos interpretan los resultados de los experimentos y obtienen conclusiones El error de muestreo puede llevar a conclusiones inexactas Los experimentos deben ser reproducibles Una teoría se apoya con la prueba de hipótesis Muchas hipótesis no pueden ser probadas con experimentación directa Los cambios de paradigma permiten nuevos descubrimientos La biología sistémica integra diferentes niveles de información La ciencia tiene dimensiones éticas Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 2 Átomos y moléculas: la base química de la vida CONCEPTOS CLAVE 2.1 Elementos y átomos Un átomo se identifica únicamente por su número de protones Tabla 2-1 Funciones de los elementos en los organismos La suma de protones y neutrones determina la masa atómica Los isótopos de un elemento difieren en el número de neutrones Los electrones se mueven en orbitales que corresponden a diferentes niveles de energía Repaso 2.2 Reacciones químicas Los átomos forman compuestos y moléculas Las fórmulas químicas simplificadas, moleculares, y estructurales dan información diferente Un mol de cualquier sustancia contiene el mismo número de unidades Las ecuaciones químicas describen reacciones químicas Repaso 2.3 Enlaces químicos En los enlaces covalentes se comparten los electrones La función de una molécula está relacionada con su forma Los enlaces covalentes pueden ser no polares o polares Se forman enlaces iónicos entre los cationes y aniones Los enlaces o puentes de hidrógeno son atracciones débiles Las interacciones de van der Waals son fuerzas débiles Repaso 2.4 Reacciones redox Repaso 2.5 Agua Los enlaces de hidrógeno se forman entre moléculas de agua Las moléculas de agua interactúan con sustancias hidrófilas mediante enlaces de hidrógeno El agua ayuda a mantener la temperatura estable Repaso 2.6 Ácidos, bases y sales El pH es una medida conveniente de acidez Tabla 2-2 Cálculo del valor de pH y de la concentración de iones hidróxido a partir de la concentración de iones hidrógeno Los amortiguadores minimizan los cambios de pH Un ácido y una base reaccionan para formar una sal Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 3 La química de la vida: compuestos orgánicos CONCEPTOS CLAVE 3.1 Átomos de carbono y moléculas orgánicas Los isómeros tienen la misma fórmula molecular pero diferente estructura Los grupos funcionales modifican las propiedades de las moléculas orgánicas Tabla 3.1 Algunos grupos funcionales de importancia biológica Muchas moléculas biológicas son polímeros Repaso 3.2 Carbohidratos Los monosacáridos son azúcares simples Los disacáridos están formados por dos unidades de monosacáridos Los polisacáridos pueden almacenar energía o servir de estructura Algunos carbohidratos modificados y complejos tienen funciones especiales Repaso 3.3 Lípidos Los triacilgliceroles (triglicéridos) se forman a partir de glicerol y tres ácidos grasos Los ácidos grasos saturados e insaturados difieren en sus propiedades físicas Los fosfolípidos son componentes de las membranas celulares Los carotenoides y otros muchos pigmentos se derivan de unidades de isopreno Los esteroides tienen cuatro anillos de átomos de carbono Algunos mediadores químicos son lípidos Repaso 3.4 Proteínas Tabla 3.2 Principales clases de proteínas y sus funciones Los aminoácidos son las subunidades de las proteínas Los aminoácidos están unidos por enlaces peptídicos Las proteínas tienen cuatro niveles de organización La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos La estructura secundaria es el resultado de los enlaces de hidrógeno en la cadena polipeptídica La estructura terciaria depende de interacciones entre cadenas laterales La estructura cuaternaria es el resultado de las interacciones entre polipéptidos La secuencia de aminoácidos de una proteína determina su conformación La conformación de las proteínas determina su función La conformación de una proteínas e estudia por diversos métodos Las proteínas mal plegadas están implicadas en las enfermedades humanas Repaso 3.5 Ácidos nucleicos Algunos nucleótidos son importantes en las transferencias de energía y en otras funciones celulares Repaso 3.6 Identificación de las moléculas biológicas Repaso Tabla 3-3 Clases de compuestos orgánicos biológicamente importantes RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 4 Organización de la célula CONCEPTOS CLAVE 4.1 La célula: Unidad básica de la vida La teoría celular es un concepto unificador en biología La organización de todas las células es básicamente semejante El tamaño celular es limitado El tamaño y la forma de la célula se adaptan a la función Repaso 4.2 Métodos para estudiar las células Los microscopios ópticos se utilizan para estudiar células teñidas o vivas Los microscopios electrónicos proporcionan imágenes de alta resolución que se pueden ampliar enormemente Los biólogos utilizan técnicas bioquímicas para estudiar los componentes de la célula 4.3 Células procariotas y eucariotas Los orgánulos de células procariotas no están rodeados de membranas Las membranas dividen a la célula eucariota en compartimentos Repaso 4.4 El núcleo de la célula Repaso 4.5 Orgánulos del citoplasma Los ribosomas fabrican proteínas El retículo endoplásmico es una red de membranas internas El RE liso sintetiza lípidos El RE rugoso es importante en la síntesis de proteínas Estructuras de las células eucariotas y sus funciones El complejo de Golgi procesa, clasifica y modifica las proteínas Los lisosomas son compartimentos para la digestión Las vacuolas son grandes sacos llenos de fluido con diversas funciones Los peroxisomas metabolizan compuestos orgánicos pequeños Las mitocondrias y los cloroplastos son orgánulos que convierten la energía Las mitocondrias producen ATP a través de la respiración celular Los cloroplastos convierten la energía de la luz en energía química por medio de la fotosíntesis 4.6 El citoesqueleto Los microtúbulos son cilindros huecos Los centrosomas y los centriolos participan en la división celular Los cilios y los flagelos están compuestos de microtúbulos Los microfilamentos están compuestos de cadenas entrelazadas de actina Los filamentos intermedios ayudan a estabilizar la forma de la célula Repaso 4.7 Moléculas que rodean las células o cubiertas celulares Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 5 Membranas biológicas CONCEPTOS CLAVE 5.1 La estructura de las membranas biológicas Los fosfolípidos forman bicapas en el agua El modelo de mosaico fluido explica la estructura de membrana Las membranas biológicas son fluidos bidimensionales Las membranas biológicas se fusionan y forman vesículas cerradas Las proteínas de membrana incluyen proteínas integrales y periféricas Las proteínas están orientadas asimétricamente a través de la bicapa 5.2 Descripción de las funciones de las proteínas de membrana Repaso 5.3 Estructura y permeabilidad de la membrana celular Las membranas biológicas constituyen una barrera para las moléculas polares Las proteínas de transporte pasan las moléculas de un lado a otro de las membranas Repaso 5.4 Transporte pasivo La difusión se produce por un gradiente de concentración La ósmosis es la difusión de agua a través de una membrana semipermeable Dos disoluciones pueden ser isotónicas Tabla 5-1 Terminología osmótica Una disolución puede ser hipertónica y la otra hipotónica La presión de turgencia es la presión hidrostática interna que generalmente se presenta en las paredes celulares La difusión facilitada se realiza a favor de un gradiente de concentración Las proteínas de canal forman canales hidrofílicos a través de las membranas Las proteínas transportadoras experimentan un cambio de forma Repaso 5.5 Transporte activo El sistema de transporte activo “bombea” sustancias contra sus gradientes de concentración Las proteínas transportadoras pueden transportar uno o dos solutos Los sistemas de cotransporte proporcionan energía indirectamente para el transporte activo Repaso 5.6 Exocitosis y endocitosis En la exocitosis, las vesículas exportan grandes moléculas En la endocitosis, la célula importa materiales Repaso 5.7 Uniones celulares Las uniones de anclaje conectan las células de una lámina epitelial Las uniones estrechas sellan los espacios intercelulares entre algunas células animales Las uniones en hendidura permiten la transferencia de pequeñas moléculas y iones Los plasmodesmos le permiten a ciertas moléculas y iones moverse entre las células vegetales Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 6 Comunicación celular CONCEPTOS CLAVE 6.1 Comunicación celular: Resumen general Repaso 6.2 Envío de señales Repaso 6.3 Recepción de señales Las células regulan la recepción En la superficie celular hay tres tipos de receptores Los receptores ligados a canales iónicos convierten señales químicas en señales eléctricas Los receptores acoplados a proteínas G, encadenan moléculas de señalización a las rutas de transducción de señal Los receptores asociados a enzimas funcionan directamente como enzimas o están asociados a enzimas Algunos receptores se localizan dentro de la célula Repaso 6.4 Transducción de señal Las moléculas de señalización pueden actuar como interruptores moleculares Los receptores acoplados a canal iónico abren o cierran canales Los receptores acoplados a proteínas G inician la transducción de señal Los segundos mensajeros son agentes de señalización intra celulares El AMP cíclico es un segundo mensajero Algunas proteínas G utilizan fosfolípidos como segundos mensajeros Los iones de calcio son importantes mensajeros Muchos receptores acoplados a enzima activan proteínas quinasa para rutas de señalización Muchos receptores intracelulares activados son factores de transcripción Las proteínas de andamiaje aumentan la eficiencia Las señales pueden ser transmitidas en varias direcciones Repaso 6.5 Respuestas a las señales Las rutas Ras implican a los receptores tirosina quinasa y a las proteínas G La respuesta a una señal es amplificada Las señales deben terminar Repaso 6.6 Evolución de la comunicación celular Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO Parte 2 Transferencia de energía a través de sistemas vivos 7 Energía y metabolismo CONCEPTOS CLAVE 7.1 Trabajo biológico Los organismos realizan conversiones entre energía potencial y energía cinética Repaso 7.2 Las leyes de la termodinámica La energía total en el universo no cambia La entropía del universo es creciente Repaso 7.3 Energía y metabolismo La entalpía es la energía potencial total de un sistema La energía libre está disponible para realizar trabajo celular Las reacciones químicas implican cambios en la energía libre La energía libre disminuye durante una reacción exergónica La energía libre se incrementa durante una reacción endergónica La difusión es un proceso exergónico Los cambios en la energía libre dependen de la concentración de reactivos y productos Las células impulsan reacciones endergónicas acoplándolas a reacciones exergónicas Repaso 7.4 ATP, la moneda energética de la célula El ATP cede energía mediante la transferencia de un grupo fosfato El ATP acopla reacciones exergónicas y endergónicas La célula mantiene una muy alta proporción de ATP a ADP Repaso 7.5 Transferencia de energía en reacciones redox La mayoría de los transportadores de electrones transfieren átomos de hidrógeno Repaso 7.6 Enzimas Todas las reacciones requieren de energía de activación Una enzima disminuye la energía de activación de una reacción Una enzima funciona formando un complejo enzima sustrato Las enzimas son específicas Muchas enzimas requieren cofactores Tabla 7.1 Clases importantes de enzimas Las enzimas son más efectivas en condiciones óptimas Cada enzima tiene una temperatura óptima Cada enzima tiene un pH óptimo Las enzimas se organizan en equipos en las rutas metabólicas La célula regula la actividad enzimática Las enzimas son inhibidas por ciertos agentes químicos Algunos fármacos son inhibidores enzimáticos Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 8 ¿Cómo producen ATP las células? Rutas de liberación de energía CONCEPTOS CLAVE 8.1 Reacciones redox Repaso 8.2 Las cuatro etapas de la respiración aeróbica Tabla 8-1 Resumen de la respiración aeróbica En la glucólisis, la glucosa produce dos piruvatos La primera fase de la glucólisis requiere una inversión de ATP La segunda fase de la glucólisis produce NADH y ATP El piruvato se convierte en acetil CoA El ciclo del ácido cítrico oxida la acetil CoA La cadena de transporte de electrones está acoplada a la síntesis de ATP La cadena de transporte electrónico transfiere electrones del NADH y FADH2 al oxígeno El modelo quimiosmótico explica el acoplamiento de la síntesis de ATP al transporte de electrones, en la respiración aeróbica Preguntas acerca de: Transporte de electrones y calor La respiración aeróbica de una molécula de glucosa produce un máximo de 36 a 38 ATP Los sistemas de transporte mitocondriales recogen los electrones del NADH producidos en el citosol Las células regulan la respiración aeróbica 8.3 Producción de energía a partir de nutrientes diferentes a la glucosa Repaso 8.4 Respiración anaeróbica y fermentación Tabla 8-2 Comparación entre respiración aeróbica, respiración anaeróbica y fermentación La fermentación alcohólica y la fermentación del lactato son ineficientes Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 9 Fotosíntesis: captura de energía luminosa CONCEPTOS CLAVE 9.1 Luz y fotosíntesis Repaso 9.2 Cloroplastos La clorofila se localiza en la membrana del tilacoide La clorofila es el principal pigmento fotosintético Repaso 9.3 Resumen general de fotosíntesis El ATP y el NADPH son productos de las reacciones dependientes de luz: Un resumen general Los carbohidratos se producen durante las reacciones de fijación de carbono: Una descripción Repaso 9.4 Reacciones dependientes de luz Los fotosistemas I y II consisten en un centro de reacción y de múltiples complejos antena El transporte acíclico de electrones produce ATP y NADPH El transporte acíclico de electrones es un proceso lineal continuo El transporte cíclico de electrones produce ATP pero no NADPH La síntesis de ATP ocurre por quimiosmosis Tabla 9-1 Comparación de transporte cíclico y acíclico de electrones El modelo quimiosmótico explica el acoplamiento de la síntesis de ATP y el transporte de electrones Tabla 9-2 Comparación de la fotosíntesis con la respiración aeróbica Repaso 9.5 Reacciones de fijación de carbono La mayoría de las plantas utilizan el ciclo de Calvin para fijar el carbono Tabla 9-3 Resumen de la fotosíntesis La fotorrespiración reduce la eficiencia fotosintética La etapa inicial de la fijación del carbono difiere en las plantas C4 y en las plantas CAM La ruta C4 fija eficientemente el CO2 en bajas concentraciones Las plantas CAM fijan el CO2 durante la noche 9.6 Diversidad metabólica Repaso 9.7 Fotosíntesis en plantas y en el ambiente Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO Parte 3 La continuidad de la vida: Genética 10 Cromosomas, mitosis y meiosis CONCEPTOS CLAVE 10.1 Cromosomas eucariotas El ADN está organizado en unidades de información llamadas genes El ADN se condensa en forma altamente organizada en los cromosomas El número de cromosomas y el contenido de información difieren entre las especies Repaso 10.2 Ciclo celular y mitosis Los cromosomas se duplican durante la interfase Los cromosomas duplicados se hacen visibles al microscopio durante la profase La prometafase inicia cuando se rompe la envoltura nuclear Durante la metafase los cromosomas duplicados se alinean sobre el plano medio Durante la anafase, los cromosomas se mueven hacia los polos Durante la telofase, se forman dos núcleos separados La citocinesis forma dos células hijas separadas La mitosis produce dos células genéticamente idénticas a la célula parental Sin núcleos, las procariotas se dividen por fisión binaria Repaso 10.3 Regulación del ciclo celular Repaso 10.4 Reproducción sexual y meiosis La meiosis produce células haploides con combinaciones genéticas únicas La profase I incluye sinapsis y entrecruzamiento Durante la meiosis I, los cromosomas homólogos se separan Las cromátidas se separan en la meiosis II La mitosis y la meiosis conducen a resultados contrarios Repaso 10.5 Ciclos de vida sexuales Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 11 Los principios básicos de la herencia CONCEPTOS CLAVE 11.1 Principios de Mendel sobre la herencia Tabla 12-1 Resultados experimentales de Mendel de siete caracteres Los alelos se separan antes de que se formen los gametos: principio de segregación Tabla 11-2 Modelo de Mendel de la herencia Los alelos ocupan lugares correspondientes en los cromosomas homólogos Un cruzamiento monohíbrido implica individuos con diferentes alelos de un locus dado El cuadrado de Punnett predice las proporciones de las diversas descendencias de un cruzamiento El fenotipo de un individuo no siempre revela su genotipo Cruzamiento de prueba puede detectar heterocigocidad Cruzamiento dihíbrido implica a individuos que tienen diferentes alelos en dos loci Los alelos sobre cromosomas no homólogos están aleatoriamente distribuidos en los gametos: el principio de transmisión independiente El reconocimiento del trabajo de Mendel se dio a principios del siglo xx Repaso 11.2 Uso de probabilidad para predecir la herencia mendeliana Preguntas acerca de: Resolución de Problemas Genéticos Las reglas de la probabilidad se pueden aplicar a diferentes cálculos Repaso 11.3 Herencia y cromosomas Los genes ligados no se transmiten independientemente Cálculo de la frecuencia de entrecruzamiento que revela el orden lineal de los genes ligados a un cromosoma Tabla 11.3 Cómo determinar la frecuencia de recombinación de un cruzamiento de prueba de dos puntos Generalmente, el sexo se determina por cromosomas sexuales El cromosoma Y determina el sexo masculino en la mayoría de las especies de mamíferos. Tabla 11-4 Ejemplos representativos de la determinación de sexo en animales Los genes ligados al X tienen inusuales patrones hereditarios La compensación de dosis iguala la expresión de los genes ligados al X en machos y hembras Repaso 11.4 Extensiones de la genética mendeliana La dominancia no siempre es completa Tabla 11.5 Tipos sanguíneos ABO En una población pueden existir múltiples alelos para un locus Un solo gen puede afectar múltiples aspectos del fenotipo Los alelos de diferentes loci pueden interactuar para producir un fenotipo En la herencia poligénica, el descendiente muestra una variación continua en los fenotipos Los genes interactúan con el ambiente para formar al fenotipo RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 12 ADN: Molécula portadora de la información genética CONCEPTOS CLAVE 12.1 Evidencias del ADN como el material hereditario El ADN es el principio de transformación en las bacterias El ADN es el material genético en ciertos virus Repaso 12.2 La estructura del ADN Tabla 12-1 Línea del tiempo de descubrimientos históricos del ADN seleccionados Los nucleótidos pueden unirse covalentemente en cualquier orden para formar polímeros largos Tabla 12-2 Composición de bases en el ADN de organismos seleccionados El ADN está formado por dos cadenas de polinucleótidos entrelazadas para formar una doble hélice En la doble cadena del ADN, los enlaces de hidrógeno se forman entre A y T y entre G y C Repaso 12.3 Replicación del ADN Meselson y Stahl comprobaron el mecanismo de la replicación semiconservativa La replicación semiconservativa explica la perpetuación de las mutaciones La replicación del ADN requiere de una “maquinaria” proteínica Las cadenas de ADN se deben desenrollar durante la replicación Tabla 12-3 Proteínas implicadas en la replicación del ADN La síntesis de ADN siempre procede en una dirección 5´→ 3´ La replicación del ADN es discontinua en una cadena y continua en otra La síntesis de ADN es bidireccional Las enzimas revisan y reparan los errores en el ADN Los telómeros del cromosoma eucariota protegen los extremos Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 13 Expresión génica CONCEPTOS CLAVE 13.1 Descubrimiento de la relación gen-proteína Beadle y Tatum propusieron la hipótesis un gen-una enzima Repaso 13.2 Flujo de información del ADN a la proteína: un resumen general El ADN se transcribe para formar ARN El ARN se traduce para formar un polipéptido En la década de 1960 los biólogos descifraron el código genético El código genético es virtualmente universal El código genético es redundante Repaso 13.3 Transcripción La síntesis de ARNm incluye iniciación, elongación y terminación El ARN mensajero contiene secuencias de bases que no codifican directamente a la proteína El ARNm eucariota se modifica después de la transcripción y antes de la traducción Las secuencias codificantes y las no codificantes son transcritas de los genes eucariotas Repaso 13.4 Traducción Un aminoácido se une al ARNt antes de su incorporación en un polipéptido Los componentes de la maquinaria de traducción se unen en los ribosomas La traducción empieza con la formación de un complejo de iniciación Durante la elongación, se agregan aminoácidos a la cadena polipeptídica en crecimiento Uno de los tres codones de parada indica la terminación de la traducción Repaso 13.5 Variaciones en la expresión génica En las bacterias, la transcripción y la traducción están acopladas Los biólogos discuten la evolución de la estructura del gen eucariota Varios tipos de ARN eucariota tienen una función en la expresión génica Tabla 13-1 Selección de tipos de ARN en células eucariotas La definición de gen ha evolucionado conforme los biólogos han aprendido más acerca de ellos La dirección usual de flujo de información tiene excepciones Repaso 13.6 Mutaciones Las mutaciones por cambio de un par de bases, resultan del reemplazo de un par de base por otro Las mutaciones con cambio del marco de lectura resultan de la inserción o eliminación de pares de bases Algunas mutaciones implican elementos genéticos móviles Las mutaciones tienen varias causas RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 14 Regulación génica CONCEPTOS CLAVE 14.1 Regulación génica en bacterias y eucariotas: una visión general Repaso 14.2 Regulación génica en las bacterias Los operones en las bacterias facilitan el control coordinado de genes relacionados funcionalmente Jacob y Monod aislaron mutantes genéticos para el estudio del operón lac Un gen inducible no se transcribe a menos que un inductor específico desactive a su represor Un gen reprimible se transcribe a menos que un complejo represor-correpresor específico esté unido al ADN Los reguladores negativos inhiben la transcripción; los reguladores positivos estimulan la transcripción Los genes constitutivos se transcriben a diferentes velocidades Alguna regulación postranscripcional se produce en las bacterias Tabla 14.1 Control transcripcional en bacterias* Repaso 14.3 Regulación génica en las células eucariotas La transcripción eucariota se controla en muchos sitios y por muchas moléculas reguladoras La organización de los cromosomas afecta la expresión de algunos genes La inactivación génica por metilación del ADN es un ejemplo de herencia epigenética La amplificación génica aumenta el número de copias de un gen Los promotores eucariotas varían en la eficiencia, dependiendo de la presencia de elementos promotores funcionales Los estimuladores aumentan la velocidad de transcripción, mientras que los silenciadores la disminuyen Los factores de transcripción son proteínas reguladoras con varios dominios funcionales Los ARNm de las eucariotas tienen muchos tipos de control postranscripcional Algunos preARNm se procesan en más de una forma La estabilidad de las moléculas de ARNm varía Las modificaciones químicas postraduccionales pueden alterar la actividad de las proteínas eucariotas RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 15 Tecnología ADN y genómica CONCEPTOS CLAVE 15.1 Clonación del ADN Las enzimas de restricción son “tijeras moleculares” El ADN recombinante se forma cuando el ADN está empalmado en un vector El ADN puede ser clonado en el interior de las células Una biblioteca de ADN genómico contiene fragmentos de todo el ADN en el genoma Una sonda complementaria de ADN detectauna específica secuencia de ADN Una biblioteca de ADNc es complementaria al ARNm y no contiene intrones La reacción en cadena de la polimerasa amplifica el ADN in vitro Repaso 15.2 Análisis del ADN La electroforesis en gel se emplea para separar macromoléculas La transferencia de ADN, ARN y proteínas permite identificar fragmentos específicos Los polimorfismos de longitud de los fragmentos de restricción son una medida de las relaciones genéticas Métodos que se han creado para secuenciar rápidamente el ADN Los genomas completos se han secuenciado empleando secuenciación automatizada de ADN Repaso 15.3 Genómica La identificación de genes codificantes de proteínas es útil en la investigación y en aplicaciones médicas Una manera de estudiar la función génica es silenciar los genes uno a la vez La desactivación de genes diana también revela la función génica Un cribado mutagénico revela los genes implicados en un fenotipo particular Los microarreglos de ADN son una poderosa herramienta para estudiar la expresión génica El Proyecto Genoma Humano motivó estudios de secuenciación del genoma para otras especies Han surgido varios campos científicos: bioinformática, farmacogenética y proteómica Repaso 15.4 Aplicaciones de tecnologías del ADN La tecnología del ADN ha revolucionado la medicina La impronta de ADN tiene numerosas aplicaciones Los organismos transgénicos tienen ADN ajeno incorporado en sus células Los animales transgénicos son valiosos en investigación Los animales transgénicos pueden producir proteínas modificadas genéticamente Las plantas transgénicas son cada vez más importantes en agricultura Repaso 15.5 La tecnología del ADN ha originado preocupaciones por la seguridad Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 16 Genética humana y el genoma humano CONCEPTOS CLAVE 16.1 Estudio de la genética humana Los cromosomas humanos se estudian mediante el cariotipo La genealogía familiar ayuda a identificar ciertas condiciones heredadas En el Proyecto Genoma Humano se secuenció el ADN de todos los cromosomas humanos Tabla 16-1 Hechos relevantes seleccionados en genética Los estudios de asociación del genoma completo demuestran la complejidad genética de las principales enfermedades humanas La genómica comparativa ha revelado varios centenares de segmentosde ADN idénticos en los genomas humano y de ratón Los investigadores utilizan los ratones como organismos modelo para estudiar enfermedades genéticas humanas Repaso 16.2 Anomalías en el número y la estructura cromosómicos El síndrome de Down está causado normalmente por la trisomía 21 Tabla 16-2 Anomalías cromosómicas: desórdenes producidos por aneuploidías La mayoría de las aneuploidías de cromosomas sexuales son menos severas que las aneuploidías autosómicas Las anomalías en la estructura cromosómica causan ciertos desórdenes La translocación es la unión de una parte de un cromosoma a otro cromosoma Una deleción es la pérdida de parte de un cromosoma Los sitios frágiles son puntos débiles en lugares específicos de las cromátidas La impronta genómica está determinada por si la herencia es del progenitor macho o hembra 16.3 Enfermedades genéticas causadas por mutaciones de genes individuales Muchas enfermedades genéticas se heredan como rasgos autosómicos recesivos La fenilcetonuria resultado de la deficiencia de una enzima La anemia falciforme es el resultado de un defecto de la hemoglobina La fibrosis quística se produce por un transporte iónico defectuoso La enfermedad de Tay-Sachs es resultado de un metabolismo lipídico anómalo en el cerebro Algunas enfermedades genéticas se heredan como rasgos autosómicos dominantes Algunas enfermedades genéticas se heredan como rasgos recesivos ligados al cromosoma X 16.4 Terapia génica Los programas de terapia génica se examinan cuidadosamente Repaso 16.5 Pruebas genéticas y consejería El diagnóstico prenatal detecta anomalías cromosómicas y defectos génicos El cribado genético para buscar genotipos o cariotipos Los consejeros genéticos educan a la gente respecto a las enfermedades genéticas Repaso 16.6 Genética humana, sociedad y ética La discriminación genética provoca un acalorado debate Se deben tratar muchas cuestiones éticas relacionadas con la genética humana Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 17 Genética del desarrollo CONCEPTOS CLAVE 17.1 Diferenciación celular y equivalencia nuclear La mayoría de las diferencias celulares se deben a una expresión génica diferencial Un núcleo totipotente contiene todas las instrucciones para el desarrollo El primer mamífero clonado fue una oveja Las células madre se dividen y conducen a células diferenciadas Las células madre pluripotentes inducidas (CMPi) pueden reemplazar a células ME Existen cuestiones éticas relacionadas con la clonación humana Repaso 17.2 El control genético del desarrollo Una variedad de organismos modelo proporcionan claves sobre los procesos biológicos básicos Muchos genes que controlan el desarrollo se han identificado en la mosca de la fruta El ciclo de vida de la Drosophila incluye estadios de huevo, larva, pupa y adulto Las mutaciones del desarrollo en la Drosophila afectan el plan corporal o anatómico Tabla 17-1 Clases de genes implicados en la formación del plan corporal segmentado de la Drosophila Caenorhabditis elegans tiene un patrón de desarrollo relativamente rígido C. elegans es un sistema modelo para estudiar la apoptosis El ratón es un modelo para el desarrollo en mamíferos Los ratones transgénicos se utilizan en estudios de regulación del desarrollo Los ratones y otros organismos modelo están proporcionando claves sobre el proceso del envejecimiento La Arabidopsis es un modelo para el estudio del desarrollo en plantas, incluidos los factores de transcripción Repaso 17.3 Cáncer y desarrollo celular Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO Parte 4 La continuidad de la vida: Evolución 18 Introducción a la evolución darwiniana CONCEPTOS CLAVE 18.1 ¿Qué es evolución? Repaso 18.2 Ideas predarwinianas acerca de la evolución Repaso 18.3 Darwin y la evolución Darwin propuso que la evolución ocurría mediante selección natural La síntesis moderna combina la teoría de Darwin con la genética Los biólogos estudian el efecto del azar sobre la evolución Repaso 18.4 Evidencia de la evolución El registro fósil proporciona fuerte evidencia de la evolución Fósiles transicionales documentan la evolución de las ballenas Varios métodos determinan la edad de los fósiles La distribución de plantas y animales apoyan la evolución Biogeografía y evolución están relacionadas con la historia geológica de la Tierra La anatomía comparada de especies relacionadas demuestra semejanzas en sus estructuras Las comparaciones moleculares entre organismos proporcionan evidencia de la evolución El código genético virtualmente es universal Proteínas y ADN contienen un registro del cambio evolutivo La biología del desarrollo ayuda a revelar patrones evolutivos Las hipótesis evolutivas se ponen a prueba experimentalmente Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 19 Cambio evolutivo en poblaciones CONCEPTOS CLAVE 19.1 Genotipo, fenotipo y frecuencias alélicas Repaso 19.2 El principio de Hardy-Weinberg El equilibrio genético ocurre si se satisfacen ciertas condiciones Los grupos sanguíneos humanos MN son una valiosa ilustración del principio de Hardy-Weinberg Repaso 19.3 Microevolución El apareamiento no aleatorio cambia las frecuencias genotípicas Las mutaciones aumentan la variación dentro de una población En la deriva genética, los eventos aleatorios cambian las frecuencias alélicas Cuando ocurren cuellos de botella, la deriva genética se convierte en una fuerza evolutiva mayor El efecto fundador ocurre cuando algunos “fundadores” establecen una nueva colonia El flujo genético suele aumentar la variación dentro de una población La selección natural cambia las frecuencias alélicas en una forma que aumenta la adaptación La selección natural opera sobre el fenotipo de un organismo Tabla 19-1 Cambios poblacionales en Geospiza fortis antes y después de la sequía de 1976-1977 Repaso 19.4 Variación genética en poblaciones El polimorfismo genético puede estudiarse en varias formas El polimorfismo equilibrado existe durante largos períodos La variación genética puede mantenerse mediante ventaja heterocigota La variación genética puede mantenerse mediante selección dependiente de la frecuencia La variación neutra puede no brindar ventaja o desventaja selectiva Las poblaciones en diferentes áreas geográficas con frecuencia muestran adaptaciones genéticas a ambientes locales RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 20 Especiación y macroevolución CONCEPTOS CLAVE 20.1 ¿Qué es una especie? El concepto de especie biológica se basa en el aislamiento reproductivo El concepto de especie filogenética define las especies con base en evidencia como la secuenciación molecular Repaso 20.2 Aislamiento reproductivo Las barreras precigóticas interfieren con la fecundación Las barreras postcigóticas evitan el flujo genético cuando ocurre fecundación Los biólogos descubren genes responsables de los mecanismos de aislamiento reproductivo Repaso 20.3 Especiación Tabla 20-1 Animada Mecanismos de aislamiento reproductivo El prolongado aislamiento físico y las diferentes presiones selectivas resultan en especiación alopátrica La ardilla Kaibab es un ejemplo de especiación alopátrica en progreso Los conejos Porto Santo divergieron rápidamente de los conejos europeos Dos poblaciones divergen en la misma ubicación física mediante especiación simpátrica La alopoliploidía es un importante mecanismo de especiación simpátrica en plantas La ecología cambiante produce especiación simpátrica en animales Los cíclidos del oriente de África intrigana los biólogos evolutivos El estudio de las zonas híbridas ha hecho importantes aportaciones a lo que se sabe acerca de la especiación Tres procesos evolutivos pueden ocurrir en las zonas híbridas Repaso 20.4 La tasa de cambio evolutivo Repaso 20.5 Macroevolución Las novedades evolutivas se originan mediante modificaciones de las estructuras preexistentes La radiación adaptativa es la diversificación de una especie ancestral en muchas especies La extinción es un importante aspecto de la evolución ¿La microevolución se relaciona con la especiación y la macroevolución? Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 21 El origen e historia evolutiva de la vida CONCEPTOS CLAVE 21.1 Evolución química de la tierra primigenia En la Tierra primitiva se formaron las moléculas orgánicas Las moléculas orgánicas pudieron haberse formado en la superficie de la Tierra Repaso 21.2 Las primeras células El origen de un metabolismo simple dentro de una frontera membranosa pudo ocurrir temprano en la evolución de las células La reproducción molecular fue un paso crucial en el origen de las células La evolución biológica comenzó con las primeras células Es probable que las primeras células fueran heterótrofas Los aerobios aparecieron después de que el oxígeno aumentó en la atmósfera Las células eucariotas descendieron de las células procariotas Repaso 21.3 La historia de la vida Rocas del período Ediacárico contienen fósiles de células y animales simples Una diversidad de organismos evolucionó durante la era Paleozoica Tabla 21-1 Algunos eventos biológicos importantes en el tiempo geológico Dinosaurios y otros reptiles dominaron la era Mesozoica Preguntas acerca de: El origen del vuelo en las aves La era Cenozoica es la era de los mamíferos Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 22 La evolución de los primates CONCEPTOS CLAVE 22.1 Adaptaciones primates Repaso 22.2 Clasificación de los primates El suborden Anthropoidea incluye monos, simios y humanos Los simios son los parientes vivos más cercanos de los humanos Datos moleculares proporcionan pistas acerca de la evolución de los primates antropoides 22.3 Evolución homínina Los primeros homíninos quizá vivieron hace 6 a 7 millones de años Ardipithecus, Australopithecus y Paranthropus son australopitecinos, o “simios hombres del sur” El Homo habilis es el miembro más antiguo del género Homo El Homo ergaster quizás surgió a partir del H. habilis El Homo erectus probablemente evolucionó a partir del H. ergaster Los humanos arcaicos datan de hace aproximadamente 1.2 millones de años a 200,000 años Los neandertales aparecieron hace aproximadamente 250,000 años Preguntas acerca de: Los humanos más pequeños Los científicos casi llegan a un consenso acerca del origen del Homo sapiens moderno Repaso 22.4 Cambio cultural El desarrollo de la agricultura resultó en una fuente de alimento más confiable La cultura humana ha tenido un profundo impacto sobre la biosfera Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO Parte 5 La diversidad de la vida 23 Comprensión de la diversidad: sistemática CONCEPTOS CLAVE 23.1 Clasificación de los organismos Los organismos se nombran usando un sistema binomial Cada nivel taxonómico es más general que el que está abajo de él Tabla 23.1 Clasificación del maíz Repaso 23.2 Determinación de las principales ramas en el árbol de la vida La sistemática es una ciencia en evolución Los tres dominios forman las tres ramas principales del árbol de la vida Algunos biólogos se alejan de las categorías de Linneo Los árboles filogenéticos muestran hipótesis de relaciones evolutivas Los sistemáticos todavía consideran otras hipótesis Repaso 23.3 Reconstrucción de la historia evolutiva Las estructuras homólogas son importantes para determinar las relaciones evolutivas Los caracteres derivados compartidos proporcionan pistas acerca de la filogenia Los biólogos eligen con cuidado los criterios taxonómicos Las homologías moleculares ayudan a aclarar la filogenia Los taxones se agrupan con base en sus relaciones evolutivas Repaso 23.4 Construcción de árboles filogenéticos El análisis de grupos externos se usa para construir e interpretar cladogramas Un cladograma se construye al considerar caracteres derivados compartidos En un cladograma, cada punto de ramificación representa un gran paso evolutivo Los sistemáticos usan los principios de parsimonia y máxima probabilidad para tomar decisiones Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 24 Virus y agentes subvirales CONCEPTOS CLAVE 24.1 Categoría y estructura de los virus Los virus son muy pequeños Un virus consiste de ácido nucleico rodeado por un recubrimiento proteico El cápside es un recubrimiento proteico protector Algunos virus están rodeados por una envoltura Repaso 24.2 Clasificación de los virus Repaso 24.3 Replicación viral Los bacteriófagos infectan bacterias Los virus se replican dentro de las células huésped Los ciclos reproductivos líticos destruyen a las células huésped En los ciclos lisogénicos, virus templados se integran en el ADN del huésped Repaso 24.4 Enfermedades virales Los virus causan severas enfermedades en las plantas Los virus causan enfermedades severas en los animales Muchos virus animales tienen ciclos reproductivos líticos Tabla 24-1 Algunos virus que infectan a los vertebrados Preguntas acerca de: Influenza y otras enfermedades emergentes Los virus rápidamente se vuelven resistentes a los medicamentos antivirales Repaso 24.5 Evolución de los virus Repaso 24.6 Agentes subvirales Los satélites dependen de virus auxiliares Los viroides son los patógenos más pequeños conocidos Los priones son partículas proteicas Repaso RESUMEN:ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 25 Bacterias y arqueas CONCEPTOS CLAVE 25.1 La estructura de bacterias y arqueas Los procariotas tienen varias formas comunes Las células procariotas no tienen organelos encerrados en membranas Una pared celular protege a la mayoría de los procariotas Algunas bacterias producen cápsulas o capas mucilaginosas Algunos procariotas tienen fimbrias o pelos Algunas bacterias sobreviven a condiciones desfavorables al formar endosporas Muchos tipos de procariotas son móviles Repaso 25.2 Reproducción y evolución procariota La reproducción rápida contribuye al éxito de los procariotas Los procariotas transfieren información genética La evolución procede rápidamente en las poblaciones bacteriales Repaso 25.3 Adaptaciones nutricionales y metabólicas La mayoría de los procariotas requieren oxígeno Tabla 25-1 Modos de nutrición y captura de energía Algunos procariotas fijan y metabolizan nitrógeno Repaso 25.4 La filogenia de los dos dominios procariotas Principales caracteres que distinguen los tres dominios Tabla 25-2 Comparación de los tres dominios La taxonomía de arqueas y bacterias cambia continuamente Muchas arqueas habitan ambientes hostiles Las bacterias son los procariotas más familiares Repaso Tabla 25-3 Dos grupos de arqueas Tabla 25-4 Principales grupos de bacterias 25.5 Impacto sobre ecología, tecnología y comercio Los procariotas forman relaciones íntimas con otros organismos Algunos tipos de bacterias pueden influir en la evolución de otras especies Muchas bacterias forman biopelículas Los procariotas tienen papeles ecológicos clave Los procariotas son importantes en muchos procesos comerciales y tecnológicos Repaso 25.6 Bacterias y enfermedades Muchos científicos contribuyeron a la comprensión de las enfermedades infecciosas Muchas adaptaciones contribuyen al éxito patógeno Tabla 25-5 Importantes enfermedades bacteriales y sus agentes causales La resistencia a los antibióticos es un gran problema de salud pública RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 26 Protistas CONCEPTOS CLAVE 26.1 Diversidad en los protistas Repaso 26.2 ¿Cómo evolucionaron los eucariotas? Mitocondrias y cloroplastos probablemente se originaron a partir de endosimbiontes Comienza a surgir un consenso acerca de la clasificación de eucariotas Repaso 26.3 Excavados Tabla 26-1 Clados “protista” Los diplomonados son pequeños flagelados principalmente parásitos Los parabasálidos son endosimbiontes anaerobios que viven en animales Euglenoides y tripanosomas tienen especies tanto de vida libre como parásitas Repaso 26.4 Cromalveolados La mayoría de los dinoflagelados son parte del plancton marino Los apicomplejos son formadores de esporas que parasitan animales Los ciliados usan cilios para locomoción Los oomicetos producen células reproductoras biflageladas Las diatomeas tienen conchas compuestas de dos partes Las algas pardas son estramenópilos multicelulares La mayoría de las algas doradas son biflagelados unicelulares Repaso 26.5 Rizarios Los foraminíferos extienden proyecciones citoplásmicas que forman una red interconectada con forma de hilo Los actinópodos proyectan axópodos delgados 26.6 Arqueplástidos Las algas rojas no producen células mótiles Las algas verdes comparten muchas semejanzas con las plantas terrestres Repaso 26.7 Unicontos Los amebozoos son unicontos con seudópodos lobosos Las amebas se mueven mediante la formación de seudópodos Los mohos mucilaginosos plasmodiales se alimentan como plasmodios multinucleados Los mohos mucilaginosos celulares se alimentan como células ameboides individuales Los coanoflagelados están cercanamente emparentados con los animales Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 27 Plantas sin semillas CONCEPTOS CLAVE 27.1 Adaptaciones de las plantas a la vida sobre la tierra El ciclo vital de las plantas alterna entre generaciones haploide y diploide En la actualidad existen cuatro grupos principales de plantas Repaso 27.2 Briofitas Los musgos gametofitos se diferencian en “hojas” y “tallos” Tabla 27-1 Diez filos de plantas existentes Tabla 27-2 Comparación de los principales grupos de plantas sin semillas Las gametofitas hepáticas son o taloides o foliosas Las gametofitas antoceros son plantas taloides poco notorias Las briofitas se utilizan para estudios experimentales Recapitulación: los detalles de la evolución briofita se basan en fósiles y en evidencia estructural y molecular Repaso 27.3 Plantas vasculares sin semillas Los licopodios son plantas pequeñas con rizomas y cortas ramas erguidas Los helechos son un grupo diverso de plantas vasculares que forman esporas Preguntas acerca de: Plantas antiguas y formación de carbón Los Psilotum se clasifican como helechos reducidos Las colas de caballo son una línea evolutiva de los helechos Algunos helechos y licopodios son heterosporos Las plantas vasculares sin semillas se usan para estudios experimentales Las plantas vasculares sin semillas surgieron hace más de 420 ma Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 28 Plantas con semillas CONCEPTOS CLAVE 28.1 Introducción a las plantas con semillas Repaso 28.2 Gimnospermas Tabla 28-1 Comparación de gimnospermas y angiospermas Las coníferas son plantas leñosas que producen semillas en conos Los pinos representan un ciclo de vida conífero común Las cícadas tienen conos de semillas y hojas compuestas Ginkgo biloba es la única especie viva en este filo Las gnetofitas incluyen tres géneros raros Repaso 28.3 Plantas con flores Tabla 28-2 Características distintivas de monocotiledóneas y eudicotiledóneas Monocotiledóneas y eudicotiledóneas son las dos clases más grandes de plantas con flores La reproducción sexual tiene lugar en las flores El ciclo de vida de las plantas con flores incluye fecundación doble Después de la fecundación se desarrollan semillas y frutos Las plantas con flores tienen muchas adaptaciones que explican su éxito La estructura floral ofrece comprensión acerca del proceso evolutivo Repaso 28.4 La evolución de las plantas con semillas En años recientes se han realizado grandes avances en la comprensión de la evolución de las plantas con flores Las angiospermas basales comprenden tres clados Las angiospermas centrales abarcan magnolideas, monocotiledóneas y eudicotiledóneas Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 29 Los hongos CONCEPTOS CLAVE 29.1 Características de los hongos Los hongos absorben alimento del ambiente Los hongos tienen paredes celulares que contienen quitina La mayoría de los hongos consisten en una red de filamentos Repaso 29.2 Reproducción fúngica Muchos hongos se reproducen asexualmente La mayoría de los hongos se reproduce sexualmente Repaso 29.3 Diversidad fúngica Los hongos se asignan al clado opistoconto Diversos grupos de hongos han evolucionado Los quitridiomicetos tienen esporas flageladas Tabla 29-1 Características de los filos de hongos actualmente reconocidos Los cigomicetos se reproducen sexualmente al formar cigosporas Los microsporidios son un misterio taxonómico Los glomeromicetos son simbiontes con raíces de plantas Los ascomicetos se reproducen asexualmente al formar ascosporas Los basidiomicetos se reproducen sexualmente mediante la formación de basidiosporas Repaso 29.4 Importancia ecológica de los hongos Los hongos forman relaciones simbióticas con algunos animales Las micorrizas son asociaciones simbióticas entre hongos y raíces de las plantas Un liquen consta de dos componentes: un hongo y un fotoautótrofo Repaso 29.5 Repercusión económica, biológica y médica de los hongos Los hongos proporcionan bebidas y alimentos Los hongos son importantes para la biología y la medicina modernas Los hongos se usan en biorremediación y para el control biológico de plagas Algunos hongos causan enfermedades en humanos y otros animales Los hongos causan muchas importantes enfermedades en las plantas Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 30 Introducción a la diversidad animal CONCEPTOS CLAVE 30.1 Características animales Repaso 30.2 Adaptaciones al océano, al agua dulce y a los hábitats terrestres Los hábitats marinos ofrecen muchas ventajas Algunos animales están adaptados a hábitats de agua dulce La vida en tierra requiere más adaptaciones Repaso 30.3 Evolución animal La sistemática molecular ayuda a los biólogos a interpretar el registro fósil Los biólogos plantean hipótesis acerca de la evolución del desarrollo Repaso 30.4 Reconstrucción de la filogenia animal Los animales presentan dos tipos principales de simetría corporal Los planes corporales animales están ligados al nivel de desarrollo de tejido La mayoría de los animales bilaterales tienen una cavidad corporal recubierta con mesodermo Los animales bilaterales forman dos clados principales con base en diferencias en el desarrollo Los biólogos identificaron los principales clados animales con base en estructura, desarrollo y datos moleculares Aparentemente la segmentación evolucionó tres veces Repaso Tabla 30-1 Generalidades del reino animal RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 31 Esponjas, cnidarios, ctenóforos y protóstomos CONCEPTOS CLAVE 31.1 Esponjas, cnidarios y ctenóforos: animales con asimetría, simetría radial o simetría birradial Las esponjas tienen coanocitos y otras células especializadas Los cnidarios tienen células urticantes únicas Tabla 31-1 Principales clases del filo Cnidaria La mayoría de los hidrozoos forman colonias Los escifozoos son las medusas “verdaderas” Los cubozoos incluyen la “medusa cubo” Los antozoos son pólipos Las medusas peine tienen células adhesivas que atrapan presas Repaso 31.2 Los lophotrochozoa Los gusanos planos son acelomados bilaterales Tabla 31-2 Clases del filo Platyhelminthes Los turbelarios son platelmintos de vida libre Las duelas parasitan otros animales Las tenias habitan el intestino de vertebrados Los nemertinos se caracterizan por sus probóscides Los moluscos tienen un pie muscular, masa visceral y manto Tabla 31-3 Principales clases del filo Mollusca Los quitones podrían ser semejantes a los moluscos ancestrales Los gasterópodos son el grupo más grande de moluscos La mayoría de los bivalvos son alimentadores por filtración Los cefalópodos son depredadores activos Los anélidos son gusanos segmentados Tabla 31-4 Principales clases del filo Annelida La mayoría de los poliquetos son gusanos marinos con parapodios Las lombrices de tierra mantienen el suelo fértil Muchas sanguijuelas son parásitos chupadores de sangre Los lofoforados se distinguen por un anillo ciliado de tentáculos Los rotíferos tienen una corona de cilios Repaso 31.3 Los ecdysozoa Los gusanos redondos son de gran importancia ecológica Los artrópodos se caracterizan por apéndices articulados y un exoesqueleto de quitina La evolución y clasificación de los artrópodos es controversial Los trilobites fueron artrópodos primitivos Tabla 31-5 Subfilos artrópodos existentes El subfilo Myriapoda incluye ciempiés y miriápodos Los quelicerados no tienen antenas Los crustáceos son miembros vitales de las redes alimenticias marinas Los insectos son hexápodos articulados con tráquea Tabla 31-6 Algunos órdenes de insectos Repaso Tabla 31-7 Generalidades de esponjas, cnidarios, ctenóforos y protóstomos RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 32 Los deuteróstomos CONCEPTOS CLAVE 32.1 ¿Qué son los deuteróstomos? Repaso 32.2 Equinodermos Tabla 32-1 Clases de equinodermos Las estrellas pluma y los lirios de mar se alimentan por suspensión Muchas estrellas de mar capturan presas Estrellas cesta y estrellas quebradizas constituyen el grupo más grande de equinodermos Erizos de mar y dólares de arena tienen espinas móviles Los pepinos de mar son lentos animales alargados Repaso 32.3 Los cordados: características definitorias Repaso 32.4 Cordados invertebrados Los tunicados son animales marinos comunes Los anfioxos muestran claramente características de cordados Los sistemáticos debaten la filogenia de los cordados Repaso 32.5 Introducción a los vertebrados La columna vertebral es una característica derivada de los vertebrados La taxonomía vertebrada es una obra en continua construcción Repaso 32.6 Peces sin mandíbulas Tabla 32-2 Clases vertebradas existentes Repaso 32.7 Evolución de mandíbulas y extremidades: peces con mandíbulas y anfibios La mayoría de los peces cartilaginosos habitan ambientes marinos Los peces con aletas radiadas dieron origen a los peces óseos modernos Los descendientes de los peces pulmonados se mudan a tierra Los anfibios fueron los primeros vertebrados terrestres exitosos Repaso 32.8 Amniotas La comprensión de la filogenia amniota está cambiando Los reptiles tienen muchas adaptaciones terrestres Tabla 32-3 Algunos grupos principales de reptiles no aviares Los reptiles existentes pueden asignarse a cinco grupos Las tortugas tienen conchas protectoras Lagartos y serpientes son los reptiles modernos más comunes Las tuátaras superficialmente parecen lagartos Los crocodilios tienen un cráneo alargado ¿Cómo se sabe que las aves son realmente dinosaurios? Algunos dinosaurios tenían plumas Las primeras aves fueron formas transicionales Las aves modernas están adaptadas para el vuelo Los mamíferos tienen pelo y glándulas mamarias El descubrimiento de nuevos fósiles cambia la comprensión de la evolución temprana de los mamíferos Los mamíferos modernos se asignan a tres subclases Repaso Tabla 32-4 Algunos órdenes de mamíferos euterios existentes Tabla 32-5 Generalidades de los deuteróstomos RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO Parte 6 Estructura y procesos vitales en plantas 33 Estructura, crecimiento y desarrollo vegetal CONCEPTOS CLAVE 33.1 El cuerpo de la planta El cuerpo de la planta consiste en células y tejidos El sistema fundamental está compuesto de tres tejidos simples Las células de parénquima tienen paredes primarias delgadas Tabla 33-1 Sistemas tisulares, tejidos y tipos de célula de las plantas con flores Tabla 33-2 Tipos de célula en el sistema fundamental Las células colenquimatosas tienen paredes primarias con grosor desigual Las células esclerenquimatosas tienen tanto paredes primarias como gruesas paredes secundarias Las células de los tres tejidos simples varían en la química de su pared celular El tejido vascular consiste en dos tejidos complejos Tabla 33-3 Tipos de célula seleccionados en el sistema vascular Las células de conducción en el xilema son traqueidas y elementos de vaso Los elementos de tubo cribososon las células conductoras del floema El tejido epidérmico consiste en dos tejidos complejos Tabla 33-4 Tipos de células seleccionados en el tejido epidérmico La epidermis es la capa más externa de una planta herbácea La peridermis sustituye la epidermis en las plantas leñosas Repaso 33.2 Meristemas vegetales El crecimiento primario tiene lugar en meristemas apicales El crecimiento secundario tiene lugar en meristemas laterales Repaso 33.3 Desarrollo de forma El plano y la simetría de la división celular afectan la forma de la planta La orientación de las microfibrillas de celulosa afecta la dirección de la expansión celular La diferenciación celular depende en parte de la ubicación de una célula Los cultivos de tejido involucran expresión genética diferencial La morfogénesis ocurre a través de la formación de patrón Mutantes de Arabidopsis ofrecen información crucial acerca del desarrollo vegetal Repaso Tabla 33-5 Funciones genéticas conocidas en el genoma de Arabidopsis RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 34 Estructura y función de la hoja CONCEPTOS CLAVE 34.1 Forma y estructura de la hoja La estructura de la hoja está adaptada para maximizar la absorción de luz La estructura foliar difi ere en eudicotiledóneas y monocotiledóneas La estructura de la hoja se relaciona con su función Las hojas están adaptadas para ayudar a una planta a sobrevivir en su ambiente Repaso 34.2 Apertura y cierre de estomas La luz azul activa la apertura de las estomas Factores adicionales afectan la apertura y el cierre de estomas Repaso 34.3 Transpiración y gutación Algunas plantas exudan agua líquida Repaso 34.4 Abscisión foliar En muchas hojas, la abscisión ocurre en una zona de abscisión cerca de la base del peciolo Repaso 34.5 Hojas modificadas Las hojas modificadas de las plantas carnívoras capturan insectos Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 35 Estructura y transporte en el tallo CONCEPTOS CLAVE 35.1 Crecimiento y estructura del tallo Los tallos de las eudicotiledóneas y monocotiledóneas herbáceas difieren en estructura interna Los haces vasculares de los tallos eudicotiledóneos herbáceos están ordenados en círculo en una sección transversal Los haces vasculares están dispersos a lo largo de los tallos monocotiledóneos Las plantas leñosas tienen tallos con crecimiento secundario El cámbium vascular da lugar a xilema secundario y floema secundario El cámbium de corcho produce peridermis Las ramas leñosas de los árboles deciduos tienen rasgos característicos en invierno Los términos comunes asociados con la maderase basan en la estructura vegetal El análisis de los anillos de un árbol brinda útil información científica Repaso 35.2 Transporte de agua En el xilema se transportan agua y minerales Tabla 35-1 Tasas de transporte en xilema y floema paraplantas seleccionadas El movimiento del agua puede explicarse mediante una diferencia en el potencial hídrico Tabla 35-2 Valores de potencial hídrico (Ψw) representativos* De acuerdo con el modelo tensión-cohesión, el agua es jalada arriba de un tallo La presión en la raíz empuja el agua desde la raíz a lo largo de un tallo Repaso 35.3 Translocación de azúcar en disolución El modelo presión-flujo explica la traslocación en floema Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 36 Raíces y nutrición mineral CONCEPTOS CLAVE 36.1 Estructura y función de la raíz Las raíces tienen caliptra y pelos radicales La disposición de los tejidos vasculares distingue las raíces de eudicotiledóneas y monocotiledóneas herbáceas En la mayoría de las raíces eudicotiledóneas herbáceas, el núcleo central de tejido vascular carece de médula El xilema no forma el tejido central en algunas raíces monocotiledóneas Las plantas leñosas tienen raíces con crecimiento secundario Algunas raíces están especializadas para funciones poco usuales Repaso 36.2 Asociaciones e interacciones de raíces Las micorrizas facilitan la ingesta de minerales esenciales por parte de las raíces Las bacterias rizobias fijan nitrógeno en las raíces de las plantas leguminosas Algunos genes están involucrados en el inicio de las asociaciones micorrizas y rizobias Repaso 36.3 El ambiente del suelo El suelo está compuesto de minerales inorgánicos, materia orgánica, aire y agua La materia orgánica del suelo consiste en desechos y restos de organismos del suelo Alrededor de 50% del volumen del suelo está compuesto de espacios vacíos Los organismos del suelo forman un ecosistema complejo El pH del suelo afecta sus características y el crecimiento de las plantas El suelo proporciona la mayoría de los minerales que se encuentran en las plantas Tablas 36-1 Funciones de los elementos requeridos por la mayoría de las plantas ¿Cómo los biólogos determinan si un elemento es esencial? El suelo puede dañarse por el mal manejo de los humanos En suelos agrícolas puede ocurrir agotamiento de minerales La erosión del suelo es la pérdida de suelo de la tierra En el suelo que se irriga de manera inadecuada se acumula sal Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 37 Reproducción en plantas con flores CONCEPTOS CLAVE 37.1 Ciclo de vida de las plantas con flores Las flores se desarrollan en meristemas apicales Cada parte de una flor tiene una función específica Los gametofitos femeninos se producen en el ovario, los gametofitos masculinos en la antera Repaso 37.2 Polinización Muchas plantas tienen mecanismos que evitan la autopolinización Las plantas con flores y sus animales polinizadores coevolucionaron Tabla 37-1 Características florales asociadas con varios polinizadores animales Una sola mutación en un gen para el color de flor puede resultar en un cambio en los polinizadores animales Algunas plantas con flores dependen del viento para dispersar polen Repaso 37.3 Fecundación y desarrollo de semilla/fruto En las plantas con flores ocurre un proceso único de doble fecundación El desarrollo embrionario en las semillas es ordenado y predecible La semilla madura contiene una planta embrionaria y almacena materiales Los frutos son ovarios maduros La dispersión de semillas es sumamente variada Repaso 37.4 Germinación y crecimiento temprano Algunas semillas no germinan de inmediato Eudicotiledóneas y monocotiledóneas muestran patrones característicos de crecimiento temprano Repaso 37.5 Reproducción asexual en plantas con flores La apomixis es la producción de semillas sin el proceso sexual Repaso 37.6 Comparación de las reproducciones sexual y asexual La reproducción sexual tiene algunas desventajas Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 38 Respuestas de desarrollo en plantas a señales externas e internas CONCEPTOS CLAVE 38.1 Tropismos Repaso 38.2 Hormonas vegetales y desarrollo Las hormonas vegetales actúan por transducción de señales Tabla 38-1 Hormonas vegetales Las auxinas promueven la elongación celular Las giberelinas promueven la elongación del tallo Las citoquininas promueven la división celular El etileno promueve la abscisión y la maduración del fruto El ácido abscísico promueve la latencia de semillas Los brasinosteroides son hormonas esteroides vegetales La identificación de una señal universal de promoción de flores sigue siendo difícil Repaso 38.3 Señales luminosas y desarrollo de las plantas El fitocromo detecta la longitud del día La competencia por la luz solar entre plantas que evitan la sombra implica al fitocromo El fitocromo está implicado en otras respuestas a la luz, incluyendo la germinación El fitocromo actúa por transducción de señales La luz afecta los ritmos circadianos Repaso 38.4 Respuestas a herbívoros y patógenos El ácido jasmónico activa varias defensas de las plantas El salicilato de metilo puede inducir resistencia sistémica adquirida Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO Parte 7 Estructura y procesos vitales en animales 39 Estructura y función animal. Una introducción CONCEPTOS CLAVE 39.1 Tejidos, órganos y sistemas de órganos Los tejidos epiteliales cubren el cuerpo y revisten sus cavidades Las glándulas están compuestas de células epiteliales Las células epiteliales forman membranas Los tejidos conectivos soportan otras estructuras del cuerpo Tabla 39-1 Tejidos epiteliales Tabla 39-2 Tejidos conectivos El tejido muscular está especializado para contraerse El tejido nervioso controla los músculos y las glándulas Tabla 39-3 Tejidos musculares Los tejidos y los órganos forman los sistemas de órganos del cuerpo Repaso Preguntas acerca de: Tejidos no deseados. Tipos de cáncer 39.2 Regulación del ambiente interno Los sistemas de retroalimentación negativa restauran la homeostasis En el cuerpo operan algunos sistemas de retroalimentación positiva Repaso 39.3 Termorregulación Los ectotermos absorben calor de su entorno Los endotermos obtienen calor de procesos metabólicos Muchos animales se ajustan a cambios de temperatura desafiantes Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 40 Protección, sostén y movimiento CONCEPTOS CLAVE 40.1 Revestimientos epiteliales El epitelio de los invertebrados puede secretar una cutícula La piel de los vertebrados funciona como protección y para regular la temperatura Repaso 40.2 Sistemas óseos En los esqueletos hidrostáticos los fluidos corporales transmiten fuerza Los moluscos y artrópodos poseen exoesqueletos no vivos Los esqueletos internos son capaces de crecer El esqueleto vertebrado tiene dos divisiones principales Un hueso largo típico amplifica el movimiento generado por los músculos Los huesos se remodelan durante toda la vida Las articulaciones son las uniones entre los huesos Repaso 40.3 Contracción muscular El músculo de invertebrados varía entre los grupos Los músculos de vuelo de los insectos están adaptados para contracción rápida Los músculos del esqueleto vertebrado actúan de manera antagónica entre sí Un músculo vertebrado puede constar de miles de fibras musculares La contracción ocurre cuando los filamentos de actina y miosina se deslizan unos sobre otros El ATP da energía a la contracción muscular El tipo de fibras musculares determina la fuerza y la resistencia Tabla 40-1 Características de las fibras musculares óseas Varios factores afectan la intensidad de la contracción muscular El músculo liso y el músculo cardiaco son involuntarios RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 41 Señalización neuronal CONCEPTOS CLAVE 41.1 Señalización neuronal: Una visión general Repaso 41.2 Neuronas y células gliales Las neuronas reciben estímulos y transmiten señales neuronales Ciertas regiones del SNC producen nuevas neuronas Los axones se agregan para formar nervios y tractos Las células gliales desempeñan un papel crítico en la función neuronal Tabla 41-1 Funciones de las células gliales Repaso 41.3 Transmisión de información a lo largo de la neurona Los canales iónicos y las bombas iónicas mantienen el potencial de reposo de la neurona Los iones cruzan la membrana plasmática por difusión a través de canales iónicos El bombeo de iones mantiene los gradientes que determinan el potencial de reposo Las señales locales graduadas varían en magnitud Los axones transmiten señales denominadas potenciales de acción Un potencial de acción es generado cuando el voltaje alcanza el nivel de umbral La neurona se repolariza y vuelve a un estado de reposo El potencial de acción es una respuesta total o nula Un potencial de acción se propaga por sí mismo Varios factores determinan la velocidad de un potencial de acción Repaso 41.4 Transmisión de información a través de las sinapsis Las señales a través de sinapsis pueden ser eléctricas o químicas Las neuronas usan neurotransmisores para enviar señales a otras células Tabla 41-2 Neurotransmisores selectos Preguntas acerca de: La enfermedad de Alzheimer Los neurotransmisores se unen con receptores en neuronas postsinápticas Los receptores activados pueden enviar señales excitatorias o inhibitorias Repaso 41.5 Integración neuronal Los potenciales postsinápticos se suman en el tiempo y el espacio ¿Dónde se lleva a cabo la integración neuronal? Repaso 41.6 Circuitos neuronales: señalización de información compleja Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 42 Regulación neuronal CONCEPTOS CLAVE 42.1 Sistemas nerviosos de los invertebrados: Tendencias en la evolución Repaso 42.2 El sistema nervioso de los vertebrados: Estructura y función Repaso 42.3 Evolución del cerebro de los vertebrados El cerebro anterior se desarrolla en la médula, la protuberancia anular y el cerebelo Tabla 42-1 Diferenciación de estructuras del SNC El cerebro medio es prominente en peces y anfibios El cerebro posterior origina el tálamo, el hipotálamo y el cerebro Repaso 42.4 El sistema nervioso central humano La médula espinal transmite impulsos hacia el cerebro y desde éste La parte más prominente del encéfalo humano es el cerebro Áreas específicas del cerebro están especializadas para llevar a cabo funciones específicas Tabla 42.2 El cerebro humano Los axones en la materia blanca del cerebro conectan partes del encéfalo El cuerpo sigue un ciclo circadiano de sueño y vigilia Tipos específicos de actividad están asociados con ciertos patrones de ondas cerebrales El sueño avanza a través de varias etapas El sueño puede tener varias funciones El sistema límbico afecta aspectos emocionales del comportamiento Preguntas acerca de: La neurobiología de la experiencia traumática El aprendizaje y la memoria implican cambios a largo plazo en las sinapsis El aprendizaje implica el almacenamiento de información y su recuperación Durante el aprendizaje ocurren cambios neurológicos La memoria a largo plazo implica expresión de genes La experiencia afecta el desarrollo y el aprendizaje El lenguaje implica comprensión y expresión Repaso 42.5 El sistema nervioso periférico La división somática ayuda a que el cuerpo se ajuste al ambiente externo La división autónoma regula el ambiente interno Tabla 42-3 Comparación de los sistemas simpático y parasimpático Repaso 42.6 Efectos de los fármacos en el sistema nervioso Preguntas acerca de: El alcohol: la droga que más se consume Repaso Tabla 42-4 Efectos de algunas drogas de uso común RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 43 Sistemas sensoriales CONCEPTOS CLAVE 43.1 Cómo funcionan los sistemas sensoriales Los receptores sensoriales reciben información Los receptores sensoriales transducen energía La entrada sensorial es integrada a muchos niveles Los receptores sensoriales se adaptan a los estímulos La sensación depende de la trasmisión de un mensaje codificado Las percepciones sensoriales son construidas por la mente Podemos clasificar receptores sensoriales con base en la ubicación de estímulos o en el tipo de energía que transducen Repaso Tabla 43-1 Clasificación de receptores por el tipo de energía que transducen 43.2 Termorreceptores Repaso 43.3 Electrorreceptores y receptores electromagnéticos Repaso 43.4 Nociceptores Repaso 43.5 Mecanorreceptores Los receptores táctiles se encuentran en la piel Los proprioceptores ayudan a coordinar el movimiento muscular Muchos invertebrados tienen receptores de la gravedad denominados estatocistos Las células ciliadas están caracterizadas por estereocilios Los órganos de la línea lateral complementan la visión en los peces El aparato vestibular mantiene el equilibrio Los receptores auditivos están localizados en la cóclea Las ondas sonoras son amplificadas en el oído medio Los sonidos difieren en tono, intensidad y calidad del tono Repaso 43.6 Quimiorreceptores Los receptores gustativos detectan moléculas de alimento disueltas El epitelio olfatorio es responsable del sentido del olfato Muchos animales se comunican con feromonas Repaso 43.7 Fotorreceptores Los fotorreceptores de los invertebrados incluyen manchas oculares, ojos simples y ojos compuestos Los ojos de los vertebrados forman imágenes nítidas La retina contiene bastoncillos y conos sensibles a la luz La luz activa la rodopsina La visión a color depende de tres tipos de conos La integración de información visual empieza en la retina RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 44 Transporte interno CONCEPTOS CLAVE 44.1 Tipos de sistemas circulatorios Muchos invertebrados tienen un sistema circulatorio abierto Algunos invertebrados tienen un sistema circulatorio cerrado Los vertebrados tienen un sistema circulatorio cerrado 44.2 Sangre de los vertebrados El componente líquido de la sangre es el plasma Las células sanguíneas rojas transportan oxígeno Tabla 44-1 Componentes celulares de la sangre Las células sanguíneas blancas defienden al cuerpo contra organismos patógenos Las plaquetas funcionan en la coagulación de la sangre Repaso 44.3 Vasos sanguíneos de los vertebrados Repaso 44.4 Evolución del sistema cardiovascular de los vertebrados Repaso 44.5 El corazón humano Cada latido del corazón es iniciado por un marcapasos El ciclo cardiaco consta de periodos alternos de contracción y relajamiento El sistema nervioso regula el ritmo cardiaco El volumen sistólico depende del retorno venoso El gasto cardiaco varía con las necesidades del cuerpo Reposo 44.6 Presión sanguínea La presión sanguínea varía en diferentes vasos sanguíneos La presión sanguínea es regulada cuidadosamente 44.7 El patrón de la circulación La circulación pulmonar oxigena la sangre La circulación sistémica suministra sangre a los tejidos Repaso 44.8 El sistema linfático El sistema linfático consta de vasos linfáticos y tejido linfático El sistema linfático desempeña un papel importante en la homeostasis de los líquidos Repaso 44.9 Enfermedad cardiovascular Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 45 El sistema inmunológico: Defensa interna CONCEPTOS CLAVE 45.1 Evolución de las respuestas inmunológicas Los invertebrados lanzan respuestas inmunológicas no específicas Los vertebrados lanzan respuestas inmunológicas no específicas y específicas Repaso 45.2 Respuestas inmunológicas no específicas Las barreras físicas impiden la entrada de la mayoría de patógenos al cuerpo Los receptores de reconocimiento de patrones activan respuestas inmunológicas no específicas Las células de sistemas inmunológicos no específicos destruyen patógenos y elaboran productos químicos Las citocinas y el complemento median respuestas inmunológicas Las citocinas son moléculas de señalización importantes El sistema del complemento promueve la destrucción de patógenos y mejora la inflamación La inflamación es una respuesta de protección 45.3 Respuestas inmunológicas específicas En las respuestas inmunológicas específicas están implicados muchos tipos de células Los linfocitos son los guerreros más importantes en respuestas inmunológicas específicas Las células presentadoras de antígeno activan las células T ayudadoras El complejo mayor de histocompatibilidad es responsable del autorreconocimiento Repaso 45.4 Inmunidad mediada por células Repaso 45.5 Inmunidad mediada por anticuerpos Un anticuerpo típico consta de cuatro cadenas de polipéptidos Los anticuerpos están agrupados en cinco clases La unión antígeno-anticuerpo activa otras defensas El sistema inmunológico responde a millones de antígenos diferentes Los anticuerpos monoclonales son altamente específicos La memoria inmunológica es responsable de la inmunidad a largo plazo Una respuesta inmune secundaria es más eficaz que una respuesta primaria La inmunización induce inmunidad activa Tabla 45-1 Inmunidad activa y pasiva La inmunidad pasiva es inmunidad prestada Repaso 45.6 Respuesta a la enfermedad, insuficiencia inmunológica y reacciones dañinas Las células cancerosas evaden al sistema inmunológico Los antígenos de las células cancerosas inducen inmunidad mediada por células e inmunidad mediada por anticuerpos El tratamiento de cáncer en el futuro va a ser más específico La enfermedad por inmunodeficiencia puede ser hereditaria o adquirida El VIH es la causa más importante de inmunodeficiencia adquirida en adultos El VIH destruye el sistema inmunológico del huésped Los investigadores están en búsqueda de tratamientos eficaces En una enfermedad autoinmune, el cuerpo ataca sus propios tejidos La incompatibilidad del Rh puede resultar en hipersensibilidad Las reacciones alérgicas son dirigidas contra antígenos ambientales normales El rechazo de los injertos es una respuesta inmunológica contra el tejido trasplantado Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 46 Intercambio de gases CONCEPTOS CLAVE 46.1 Adaptaciones para el intercambio de gases en aire o agua Repaso 46.2 Tipos de superficies respiratorias La superficie del cuerpo puede ser adaptada para el intercambio de gases Los sistemas de tubos traqueales suministran aire directamente a las células Las branquias son las superficies respiratorias en muchos animales acuáticos Los vertebrados terrestres intercambian gases a través de los pulmones 46.3 El sistema respiratorio de los mamíferos Las vías respiratorias conducen aire hacia los pulmones El intercambio de gases ocurre en los alveolos de los pulmones La ventilación es llevada a cabo por la respiración La cantidad de aire respirado es mensurable El intercambio de gases se lleva a cabo en los alveolos El intercambio de gases se lleva a cabo en los tejidos Los pigmentos respiratorios incrementan la capacidad para transportar oxígeno El bióxido de carbono es transportado principalmente como iones de bicarbonato La respiración es regulada por centros respiratorios en el cerebro La hiperventilación reduce la concentración de bióxido de carbono Volar muy alto o bucear muy profundo puede interrumpir la homeostasis Algunos mamíferos están adaptados para bucear Repaso 46.4 Respiración de aire contaminado Preguntas acerca de: Los efectos de fumar Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 47 Procesamiento de alimentos y nutrición CONCEPTOS CLAVE 47.1 Estilos y adaptaciones nutricionales Los animales están adaptados a su modo de nutrición Algunos invertebrados tienen una cavidad digestiva con una sola abertura Los sistemas digestivos de la mayoría de los animales tienen dos aberturas Repaso 47.2 El sistema digestivo de los vertebrados El procesamiento de alimentos empieza en la boca La faringe y el esófago conducen alimentos al estómago El alimento es digerido mecánica y enzimáticamente en el estómago La mayor parte de la digestión enzimática se lleva a cabo en el intestino delgado El hígado secreta bilis El páncreas secreta enzimas digestivas Los nutrientes son digeridos a medida que se mueven a lo largo del sistema digestivo Los carbohidratos son digeridos en monosacáridos Las proteínas son digeridas en aminoácidos Las grasas son digeridas en ácidos grasos y monoacilgliceroles Nervios y hormonas regulan la digestión Tabla 47-2 Algunas hormonas que regulan la digestión La absorción se lleva a cabo principalmente por medio de las vellosidades del intestino delgado El intestino grueso elimina los desechos Repaso 47.3 Nutrientes requeridos Los carbohidratos proporcionan energía Los lípidos proporcionan energía y se usan para elaborar moléculas biológicas Las proteínas sirven como enzimas y como componentes estructurales de las células Las vitaminas son compuestos orgánicos esenciales para el metabolismo normal Los minerales son nutrientes inorgánicos Tabla 47-3 Las vitaminas Los antioxidantes protegen contra los oxidantes Tabla 47-4 Algunos minerales importantes y sus funciones Los fitoquímicos desempeñan papeles importantes en el mantenimiento de la salud Repaso 47.4 Metabolismo energético El metabolismo energético es regulado por señalización compleja La obesidad es un problema nutricional grave Muchos factores afectan el peso Los investigadores han identificado objetivos para el tratamiento de la obesidad La desnutrición puede provocar graves problemas de salud Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 48 Osmorregulación y desecho de residuos metabólicos CONCEPTOS CLAVE 48.1 Mantenimiento del balance de líquidos y electrolitos Repaso 48.2 Productos de desecho metabólicos Repaso 48.3 Osmorregulación y excreción en invertebrados Los órganos nefridiales están especializados en la osmorregulación y/o excreción Los túbulos de Malpighi conservan agua Repaso 48.4 Osmorregulación y excreción en los vertebrados Los vertebrados de agua dulce deben deshacerse por sí mismos del exceso de agua Los vertebrados marinos deben reemplazar el líquido perdido Los vertebrados terrestres deben conservar agua Repaso 48.5 El sistema urinario La nefrona es la unidad funcional del riñón La orina es producida por filtración, reabsorción y secreción La filtración no es selectiva con respecto a iones y moléculas pequeñas La reabsorción es altamente selectiva Algunas sustancias son secretadas activamente de la sangre hacia el filtrado La orina se vuelve concentrada a medida que pasa por el túbulo renal La orina consta de agua, desechos nitrogenados y sales Las hormonas regulan la función del riñón La HAD incrementa la absorción de agua La vía renina-angiotensina-aldosterona incrementa la reabsorción de sodio Tabla 48-1 Regulación endocrina de la función de los riñones El péptido natriurético auricular inhibe la reabsorción de sodio Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 49 Regulación endocrina CONCEPTOS CLAVE 49.1 Panorama de la regulación endocrina El sistema endocrino y el sistema nervioso interactúan para regular el cuerpo Los sistemas de retroalimentación negativa regulan la actividad endocrina Las hormonas son asignadas a cuatro grupos químicos Repaso 49.2 Tipos de señalización endocrina Las neurohormonas son transportadas en la sangre Algunos reguladores locales son considerados hormonas Preguntas acerca de: Esteroides anabólicos y otras hormonas de las que se abusa Repaso 49.3 Mecanismos de la acción hormonal Algunas hormonas entran en células diana y activan genes Muchas hormonas se unen a receptores en la superficie celular Los receptores acoplados a proteínas G inician la transducción de señales Los receptores asociados a enzimas funcionan directamente Repaso 49.4 Regulación neuroendocrina en invertebrados Repaso 49.5 Regulación endocrina en vertebrados La homeostasis depende de las concentraciones normales de hormonas El hipotálamo regula la glándula pituitaria El lóbulo posterior de la glándula pituitaria libera hormonas producidas por el hipotálamo Tabla 49-1 Algunas glándulas endocrinas de los vertebrados y sus hormonas El lóbulo anterior de la glándula pituitaria regula el crecimiento y a otras glándulas endocrinas Tabla 49-2 Consecuencias del mal funcionamiento endocrino La hormona del crecimiento estimula la síntesis de proteínas La secreción de cantidades inapropiadas de la hormona del crecimiento resulta en desarrollo anormal Las hormonas de la tiroides incrementan la tasa metabólica Los sistemas de retroalimentación negativa regulan la secreción de la tiroides El mal funcionamiento de la glándula tiroides conduce a trastornos específicos Las glándulas paratiroides regulan la concentración de calcio Los islotes del páncreas regulan la concentración de glucosa La insulina disminuye la concentración de glucosa en la sangre El glucagón eleva la concentración de glucosa en la sangre La concentración de glucosa regula la secreción de insulina y glucagón La diabetes mellitus es un trastorno grave del metabolismo de carbohidratos En la hipoglicemia la concentración de glucosa en la sangre es demasiado baja Las glándulas suprarrenales ayudan al cuerpo a responder al estrés La médula suprarrenal inicia una reacción de alarma La corteza suprarrenal ayuda al cuerpo a tolerar el estrés crónico Se conocen muchas otras hormonas Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 50 Reproducción CONCEPTOS CLAVE 50.1 Reproducción asexual y sexual La reproducción asexual es una estrategia eficiente La mayoría de los animales se reproducen sexualmente La reproducción sexual incrementa la variabilidad genética Repaso 50.2 Reproducción humana: el hombre Los testículos producen gametos y hormonas Una serie de conductos almacena y transporta el esperma Glándulas accesorias producen la porción líquida del semen El pene transfiere esperma a la mujer La testosterona tiene múltiples efectos El hipotálamo, la glándula pituitaria y los testículos regulan la reproducción masculina Repaso 50.3 Reproducción humana: la mujer Tabla 50-1 Principales hormonas reproductoras masculinas Los ovarios producen gametos y hormonas sexuales Los oviductos transportan al oocito secundario El útero incuba el embrión La vagina recibe esperma La vulva son estructuras genitales externas Los pechos funcionan en la lactación El hipotálamo, la glándula pituitaria y los ovarios regulan la reproducción femenina Tablas 50-2 Principales hormonas reproductivas femeninas Preguntas acerca de: Cáncer de mama La fase preovulatoria comprende las dos primeras semanas del ciclo El cuerpo lúteo se desarrolla durante la fase postovulatoria El ciclo menstrual se detiene en la menopausia La mayoría de los mamíferos tienen ciclo estral Repaso 50.4 Fertilización, embarazo y nacimiento La fertilización es la unión del espermatozoide y el huevo Preguntas acerca de: Nuevos orígenes Las hormonas son necesarias para mantener el embarazo El proceso de nacimiento depende de un sistema de retroalimentación positiva Repaso 50.5 Respuesta sexual humana Repaso 50.6 Métodos anticonceptivos y aborto Existen muchos métodos anticonceptivos disponibles La mayoría de las hormonas anticonceptivas impiden la ovulación Tabla 50-3 Selección de métodos anticonceptivos Los dispositivos intrauterinos se usan ampliamente Los métodos anticonceptivos de barrera incluyen el diafragma y el condón Ya hay disponibles anticonceptivos de emergencia La esterilización hace que una persona sea incapaz de tener descendencia La esterilización masculina se realiza por vasectomía La esterilización femenina es por ligadura de trompas En el futuro los anticonceptivos podrían controlar los péptidos regulatorios El aborto puede ser espontáneo o inducido Repaso En el futuro los anticonceptivos podrían controlar los péptidos regulatorios El aborto puede ser espontáneo o inducido 50.7 Enfermedades de transmisión sexual Tabla 50-4 Algunas enfermedades de transmisión sexual comunes Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 51 Desarrollo animal CONCEPTOS CLAVE 51.1 Desarrollo de la forma Repaso 51.2 Fecundación El primer paso en la fecundación implica contacto y reconocimiento La entrada del espermatozoide es regulada La fecundación activa al óvulo Los pronúcleos del espermatozoide y el óvulo se unen, restaurando el estado diploide Repaso 51.3 Segmentación El patrón de segmentación es afectado por la yema La segmentación puede distribuir determinantes del desarrollo La segmentación provee los bloques de construcción para el desarrollo Repaso 51.4 Gastrulación La cantidad de yema afecta el patrón de gastrulación Repaso 51.5 Organogénesis Tabla 51-1 Destino de las capas germinales formadas en la gastrulación Repaso 51.6 Membranas extraembrionarias Repaso 51.7 Desarrollo humano Tabla 51-2 Algunos eventos importantes del desarrollo en el embrión humano La placenta es un órgano de intercambio El desarrollo de los órganos empieza durante el primer trimestre El desarrollo continúa durante el segundo y tercer trimestres Más de un mecanismo puede conducir a parto múltiple Factores ambientales afectan al embrión El neonato debe adaptarse a su nuevo entorno Tabla 51-3 Influencias ambientales en el embrión El envejecimiento no es un proceso uniforme La respuesta homeostática al estrés disminuye con el envejecimiento Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 52 Comportamiento animal CONCEPTOS CLAVE 52.1 Conducta y adaptación Las conductas tienen costos y beneficios Los genes interactúan con el entorno El comportamiento depende de la preparación fisiológica Muchos patrones de comportamiento dependen de programas motores Repaso 52.2 Aprendizaje: el cambio de comportamiento como resultado de la experiencia Un animal se habitúa a estímulos irrelevantes La impronta ocurre durante un período crítico temprano En el condicionamiento clásico, un reflejo se asocia con un nuevo estímulo En el condicionamiento operante, la conducta espontánea es reforzada La cognición animal es controversial Jugar puede ser una práctica conductual Repaso 52.3 Respuestas conductuales a estímulos ambientales Los ritmos biológicos regulan muchas conductas Las señales ambientales activan respuestas fisiológicas que llevan a la migración La migración tiene costos y beneficios Los animales encuentran su camino usando orientación y navegación direccionales Repaso 52.4 Comportamiento de forrajeo Repaso 52.5 Costos y beneficios del comportamiento social La comunicación es necesaria para el comportamiento social Las señales visuales pueden transmitirse con rapidez Las señales auditivas pueden transportarse en la oscuridad Algunos animales se comunican por el olor Las jerarquías de dominancia establecen la posición social Muchos animales defienden un territorio Algunas sociedades de insectos están bastante organizadas Repaso 53.6 Selección sexual Los animales del mismo sexo compiten por parejas Los animales seleccionan parejas de calidad La selección sexual favorece los sistemas de apareamiento poligíneo Algunos animales cuidan de sus crías Repaso 53.7 Comportamiento de ayuda La conducta altruista puede explicarse por aptitud inclusiva El comportamiento de ayuda puede tener otras explicaciones Algunos animales ayudan a no familiares Repaso 53.8 Cultura en las sociedades de vertebrados Algunos vertebrados transmiten cultura La sociobiología explica el comportamiento social humano en términos de la adaptación Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO Parte 8 Las interacciones de la vida: Ecología 53 Introducción a la ecología: ecología de poblaciones CONCEPTOS CLAVE 53.1 Características de las poblaciones La densidad y la dispersión son características importantes de las poblaciones Repaso Tabla 53-1 Dispersión en una población de pinos en Florida 53.2 Cambios en el tamaño de la población La dispersión afecta la tasa de crecimiento de algunas poblaciones Cada población tiene una tasa intrínseca de crecimiento característica Ninguna población puede crecer exponencialmente de manera indefinida Repaso 53.3 Factores que afectan el tamaño de la población Los factores dependientes de la densidad regulan el tamaño de una población Los factores dependientes de la densidad pueden explicar las razones por las que ciertas poblaciones fluctúan cíclicamentecon el tiempo La competencia es un factor importante dependiente de la densidad Los efectos de los factores dependientes de la densidadson difíciles de evaluar en la naturaleza Los factores independientes de la densidad suelen ser abióticos Repaso 53.4 Características de historia de la vida Tabla 53-2 Tabla de vida para una cohorte de 530 ardillas grises (Sciurus carolinensis) Las tablas de vida y las curvas de supervivencia indican mortalidad y sobrevivencia Repaso 53.5 Metapoblaciones Repaso 53.6 Poblaciones humanas No todos los países tienen la misma tasa de crecimiento Tabla 53-3 Comparación de datos de población de 2009 en países desarrollados y en desarrollo seleccionados Tabla 53-4 Cambios en la fertilidad en países en desarrollo seleccionados La estructura de edad de un país ayuda a pronosticar el crecimiento futuro de la población La degradación ambiental está relacionada con el crecimiento de la población y el consumo de recursos Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 54 Ecología de comunidades CONCEPTOS CLAVE 54.1 Estructura y funcionamiento de la comunidad Las interacciones comunitarias son complicadas y a menudo no son fácilmente evidentes El nicho es un papel ecológico de una especie en la comunidad Los recursos limitantes restringen el nicho ecológico de una especie Los factores bióticos y abióticos influyen elnicho ecológico de una especie La competencia es intraespecífica o interespecífica Tabla 54-1 Interacciones ecológicas entre especies La competencia entre especies con nichos que se podría llevar a exclusión competitiva El desplazamiento de carácter es una consecuencia adaptativa de la competencia interespecífica La selección natural conforma los cuerpos y las conductas de la presa y del depredador La persecución y la emboscada son dos estrategias del depredador La protección química es una defensa vegetal eficaz contra los herbívoros Las presas animales cuentan con varias adaptaciones defensivas para evitar a los depredadores La simbiosis implica una asociación estrecha entre especies Preguntas acerca de: Mimetismo en las mariposas Los beneficios son compartidos en el mutualismo El comensalismo es tomar sin dañar El parasitismo es tomar a expensas de otro Repaso 54.2 Intensidad y dirección de las interacciones comunitarias Otras especies de una comunidad dependen de las especies clave o son afectadas en gran medida por ellas Las especies dominantes influyen a una comunidad como resultado de su mayor tamaño o abundancia La regulación de un ecosistema ocurre abajo-arriba y arriba-abajo Repaso 54.3 Biodiversidad comunitaria Los ecólogos buscan explicar por qué algunas comunidades tienen más especies que otras La riqueza de especies puede promover la estabilidad de la comunidad Repaso 54.4 Desarrollo comunitario Las perturbaciones afectan la sucesión y la riqueza de especies Los ecólogos continúan estudiando la estructura comunitaria Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 55 Ecosistemas y la biosfera CONCEPTOS CLAVE 55.1 Flujo de energía a través de los ecosistemas Las pirámides ecológicas ilustran la manera en que trabajan los ecosistemas Los ecosistemas varían en productividad Tabla 55-1 Productividades netas primarias (PNP) para ecosistemas seleccionados A medida que la productividad primaria aumenta, disminuye la riqueza de especies Los humanos consumen un porcentaje cada vez mayor de la productividad primaria mundial Cadenas alimentarias y venenos en el ambiente 55.2 Ciclos de la materia en los ecosistemas El bióxido de carbono es la molécula pivote en el ciclo del carbono Las actividades humanas han perturbado la existencia mundial de carbono Las bacterias son esenciales para el ciclo del nitrógeno Las actividades humanas han cambiado el balance mundial de nitrógeno El ciclo del fósforo carece de un componente gaseoso Los humanos afectan el ciclo natural del fósforo El agua se mueve entre el océano, la tierra y la atmósfera en el ciclo hidrológico Repaso 55.3 Factores abióticos en los ecosistemas El Sol calienta la Tierra La temperatura cambia con la latitud La temperatura cambia con la estación Preguntas acerca de: Vida sin el Sol La atmósfera contiene varios gases esenciales para los organismos El Sol activa la circulación atmosférica mundial La atmósfera exhibe movimientos horizontales complicados Los océanos del mundo cubren la mayor parte de la superficie terrestre Los vientos activan las corrientes oceánicas superficiales El océano interactúa con la atmósfera El clima afecta profundamente a los organismos Los movimientos del aire y el agua, y las características superficiales afectan los patrones de precipitación Los microclimas son variaciones locales del clima Los incendios son una perturbación común en algunos ecosistemas Repaso 55.4 Procesos para el estudio de ecosistemas Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 56 Ecología y geografía de la vida CONCEPTOS CLAVE 56.1 Biomas La tundra son las llanuras frías y pantanosas del extremo norte Preguntas acerca de: La distribución de la vegetación en las montañas El bosque boreal es el bosque siempre verde del norte El bosque lluvioso templado tiene clima más frío, neblina densa y alta precipitación El bosque caducifolio templado tiene un dosel de árboles de hoja ancha Los pastizales templados existen en áreas de precipitación moderada El chaparral es un matorral de arbustos de hojas perennes y árboles pequeños Los desiertos son ecosistemas áridos La sabana es una pradera tropical con árboles dispersos Hay dos tipos básicos de bosques tropicales Repaso 56.2 Ecosistemas acuáticos Los ecosistemas de agua dulce están ligados a la tierra y a los ecosistemas marinos Las corrientes y los ríos son ecosistemas de corrientes de agua Los estanques y lagos son ecosistemas de agua estancada Los humedales de agua dulce son una transición entre los ecosistemas terrestres y acuáticos Los estuarios existen donde se encuentren el agua dulce y el agua salada Los ecosistemas marinos dominan en la superficie de la Tierra La zona intermareal es la transición entre la tierra y el mar Los lechos de praderas marinas, los bosques de kelp y los arrecifes de coral forman parte del ambiente béntico La provincia nerítica consiste en aguas poco profundas cerca de la costa La provincia oceánica constituye la mayor parte del océano Las actividades de los humanos están dañando el océano Repaso 56.3 Ecotonos Repaso 56.4 Biogeografía Las áreas terrestres están divididas en seis reinos biogeográficos Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO 57 Diversidad biológica y biología de la conservación CONCEPTOS CLAVE 57.1 La crisis de la biodiversiddad Las especies en peligro de extinción tienen ciertas características en común Preguntas acerca de: Disminución de las poblaciones de anfibios Las actividades humanas contribuyen a la disminución de la diversidad biológica Para salvar especies, es necesario proteger sus hábitats Para salvar las especies nativas, es necesario controlar las intromisiones de especies invasoras Otras actividades humanas afectan la biodiversidad de manera directa o indirecta Repaso 57.2 Biología de la conservación La conservación in situ es la mejor manera de preservar la diversidad biológica La ecología del paisaje considera tipos de ecosistemas a escala regional La meta de la ecología de la restauración es rescatar hábitats destruidos o dañados La conservación ex situ intenta salvar especies que están al borde de la extinción La Ley de Especies en Peligro de Extinción proporciona algo de protección legal para especies y hábitats Tabla 57-1 Organismos enumerados como especies en peligro o amenazadas de extinción en Estados Unidos, 2008 Los acuerdos internacionales proporcionan algo de protección a especies y hábitats 57.3 Deforestación ¿Por qué están desapareciendo los bosques tropicales? ¿Por qué están desapareciendo los bosques boreales? Repaso 57.4 Cambio climático Los gases de efecto invernadero provocan el cambio climático Cambios en gases de efecto invernadero seleccionados, desde la época preindustrial hasta el presente ¿Cuáles son los efectos probables del cambio climático? Con el cambio climático, el nivel del mar promedio en el mundo está subiendo Con el cambio climático cambiarán los patrones de precipitación Con el cambio climático, las zonas de distribución de los organismos están cambiando El cambio climático tendrá un efecto más pronunciado sobre la salud humana en países en desarrollo El cambio climático puede incrementar los problemas para la agricultura Repaso 57.5 Disminución del ozono estratosférico Ciertos productos químicos destruyen el ozono estratosférico El agotamiento de la capa de ozono daña a los organismos La cooperación internacional está ayudando a reparar la capa de ozono Repaso RESUMEN: ENFOQUE EN LOS OBJETIVOS DE APRENDIZAJE EVALÚE SU COMPRENSIÓN PENSAMIENTO CRÍTICO Apéndice A Tabla periódica de los elementos Apéndice B Clasificación de los organismos PROCARIOTAS DOMINIO BACTERIA, REINO BACTERIA DOMINIO ARCHAEA, REINO ARCHAEA DOMINIO EUKARYA, PROTISTAS DOMINIO EUKARYA, REINO PLANTAE DOMINIO EUKARYA, REINO FUNGI DOMINIO EUKARYA, REINO ANIMALIA Protóstomos: Lophotrochozoa Protóstomos: Ecdysozoa Deuteróstomos Apéndice C Comprensión de términos biológicos Prefijos Sufijos Algunas raíces comunes Apéndice D Abreviaturas Apéndice E Respuestas a Evalúe su comprensión Glosario Índice