Biología: Diversidad Genética, Fisiología Animal y Vegetal

1. Diversidad Genética: Reproducción Sexual vs. Asexual

La reproducción sexual genera mayor diversidad genética porque los individuos resultantes heredan una combinación única de características genéticas de ambos progenitores, que son diferentes entre sí. En contraste, la reproducción asexual produce individuos genéticamente idénticos al progenitor, lo que limita la diversidad genética.

2. Especie Morfológica vs. Especie Biológica

El concepto de especie morfológica define a una especie como un conjunto de individuos morfológicamente similares, asociados geográficamente y separados de otros por discontinuidades morfológicas. Por otro lado, el concepto de especie biológica define a una especie como un grupo de organismos con un número significativo de caracteres en común, que comparten un mismo patrimonio genético, pueden cruzarse entre sí produciendo descendientes fértiles y, en condiciones naturales, no intercambian dichos caracteres con otros organismos, es decir, existe aislamiento reproductivo.

3. Polisacáridos: Estructura y Función

Los polisacáridos son polímeros formados por la unión de monosacáridos mediante enlaces glucosídicos. Estos compuestos tienen un peso molecular elevado, dependiendo del número de unidades de monosacáridos que se unan. Los polisacáridos pueden descomponerse por hidrólisis de los enlaces glucosídicos en polisacáridos más pequeños, disacáridos o monosacáridos.

Ejemplos importantes:

• Celulosa: Principal componente de la pared celular de las plantas, siendo el polisacárido estructural más importante.
• Almidón y Glucógeno: Polisacáridos de reserva de energía. El almidón en plantas y el glucógeno en animales, almacenan glucosa para su uso posterior.

4. Diferencias entre Célula Animal y Célula Vegetal

1. Las células animales no poseen cloroplastos, mientras que las vegetales sí. Los cloroplastos son orgánulos encargados de la fotosíntesis.
2. Las células animales no poseen pared celular, mientras que las vegetales sí. La pared celular es una envoltura externa de celulosa que protege a la célula.
3. Las células animales poseen centriolos, mientras que las vegetales no.
4. Las vacuolas de las células animales son más pequeñas que las de las células vegetales.

5. Aparatos que Intervienen en la Nutrición Animal

En el proceso de la nutrición animal intervienen los siguientes aparatos:

• Aparato Digestivo: Realiza la digestión, transformando los alimentos en sustancias sencillas aptas para entrar en las células. Está formado por el esófago, estómago, páncreas, hígado, bazo, intestino delgado e intestino grueso.
• Aparato Respiratorio: Intercambia gases con el medio, tomando oxígeno y cediendo dióxido de carbono. Está formado por las vías respiratorias y los pulmones.
• Aparato Circulatorio: Transporta oxígeno y nutrientes a todas las células, y retira los productos de desecho, incluyendo el dióxido de carbono. Está formado por arterias, venas y capilares.
• Aparato Excretor: Elimina las sustancias de desecho, principalmente procedentes del metabolismo celular. Está formado por los riñones, los uréteres, la vejiga urinaria y la uretra.

6. Finalidad de la Digestión Mecánica

La digestión mecánica tiene las siguientes finalidades:

1. Modifica el estado físico de los alimentos, fragmentándolos en partículas más pequeñas para facilitar la digestión química al aumentar la superficie de los alimentos.
2. Revuelve y bate el contenido intestinal para mezclarlo con los jugos digestivos y asegurar el contacto con la mucosa intestinal, facilitando la absorción de nutrientes.
3. Impulsa los alimentos a lo largo del aparato digestivo para eliminar los desechos.

Intervienen en la digestión mecánica: los dientes, la lengua y las paredes del tubo digestivo (movimientos peristálticos).

7. Recorrido de la Comida en un Rumiante

1. La comida, apenas masticada, pasa desde la boca hasta la panza (rumen).
2. En la panza, la celulosa se digiere gracias a bacterias simbiontes que producen celulasa, una enzima capaz de degradar la celulosa a moléculas de glucosa.
3. De la panza, el alimento pasa a la redecilla (retículo), que envía pequeñas cantidades de comida a la boca para ser triturada y masticada de nuevo.
4. La comida triturada y parcialmente digerida va al libro (omaso), donde se produce una gran absorción de agua.
5. Finalmente, pasa al cuajar (abomaso), donde se completa la digestión química mediante enzimas.

Mediante esta simbiosis, el rumiante tiene una digestión más eficaz, aprovechando la celulosa como fuente de energía.

8. Diferencias entre Arterias, Capilares y Venas

• Arterias: Sus paredes son gruesas y reforzadas con tejido conjuntivo que contiene abundantes fibras elásticas, lo que les permite resistir las altas presiones de salida de la sangre del corazón.
• Capilares: Son vasos de tamaño microscópico con paredes delgadas formadas por una capa (endotelio) y una red de fibras reticulares. Forman una extensa red que se distribuye por todo el cuerpo, permitiendo el intercambio de sustancias.
• Venas: Se forman por la unión de capilares que aumentan de diámetro, constituyendo vénulas que confluyen en venas. Sus paredes son menos elásticas que las de las arterias, con una capa muscular más delgada y menor número de fibras elásticas. Las venas de mayor calibre suelen tener válvulas semilunares que impiden el retroceso de la sangre y facilitan la circulación de retorno.

9. Recorrido del Aire en el Sistema Respiratorio

El aire entra por las ventanas de la nariz, llega a las fosas nasales, pasa a la faringe, luego a la laringe, entra en la tráquea, y de ahí a los pulmones. Dentro de los pulmones, el aire se introduce en los bronquios y finalmente llega a los alvéolos pulmonares.

10. Homeostasis

La homeostasis es la tendencia de los organismos pluricelulares a mantener constantes las condiciones de su medio interno. Está presente en el aparato circulatorio (manteniendo constante la temperatura corporal) y en el aparato respiratorio (manteniendo constantes los niveles de O2 y CO2 en la sangre y el plasma intersticial).

11. Fosas Nasales: Pituitaria Roja y Amarilla

El interior de las fosas nasales está tabicado y recubierto por una mucosa llamada pituitaria. Existen dos tipos:

• Pituitaria Roja: Filtra, calienta y humedece el aire que pasa por las fosas nasales. Recubre las fosas por todas partes.
• Pituitaria Amarilla: Se encuentra en la zona superior de las fosas y agrupa los quimiorreceptores encargados de enviar los mensajes olfatorios al bulbo olfatorio.

12. Adaptaciones Sensoriales: Membrana Nictitante, Fóvea y Canales Semicirculares

• Membrana Nictitante: Es un tercer párpado transparente que se encuentra entre los párpados y el ojo, protegiendo la córnea. Es típica de reptiles y aves.
• Fóvea: Zona con una gran concentración de fotorreceptores situada en la retina. Es típica de aves y mamíferos.
• Canales Semicirculares: Conductos en planos perpendiculares entre sí, con crestas de células ciliadas sensibles al movimiento de la endolinfa. Informan sobre los movimientos de giro de la cabeza.

13. Células de la Glía

Las células de glía son células del tejido nervioso que realizan funciones de nutrición, relleno, aislamiento y sostén de las neuronas. Tipos:

• Astrocitos: De aspecto estrellado, se apoyan en los capilares.
• Oligodendrocitos: Más pequeños, con menos prolongaciones y núcleo ovalado.
• Microglía: Función fagocitaria.
• Células de Schwann: Envuelven los axones de las neuronas fuera del sistema nervioso central, ricas en mielina.

14. Sustancia Gris y Blanca en el Sistema Nervioso Central

La sustancia gris está constituida por la agrupación de cuerpos neuronales (somas) y se localiza en la superficie de los hemisferios cerebrales y en la zona interna de la médula. La sustancia blanca está constituida por la agrupación de axones mielinizados y ocupa las zonas internas y profundas de los hemisferios cerebrales y la parte externa de la médula.

El sistema nervioso central de los vertebrados está formado por el encéfalo y la médula espinal. El sistema nervioso periférico une los efectores y los receptores con los centros del sistema nervioso central y está formado por los nervios craneales, raquídeos y los ganglios raquídeos. Los ganglios están constituidos por la agrupación de los cuerpos de la neurona, que junto con los nervios forman el sistema nervioso periférico. Los centros nerviosos son las asociaciones de los cuerpos neuronales en el sistema nervioso central de los vertebrados.

15. Potencial de Reposo y Potencial de Acción en la Fibra Nerviosa

En la zona llana de la gráfica, la célula se encuentra en su potencial de reposo, que es de -70mV. Posteriormente, la gráfica inicia un ascenso, indicando una alteración de la permeabilidad de la membrana, lo que hace que el interior de la célula y el exterior tiendan a igualar sus cargas eléctricas. La célula pierde aniones y se carga positivamente, llegando a 50mV en el pico más alto de la gráfica. Se produce así el potencial de acción. Finalmente, las bombas de K y Na corrigen esta alteración y vuelve al potencial de reposo, -70mV.

• Polarización: Neurona en potencial de reposo (-70mV).
• Despolarización: Neurona en potencial de acción (ascenso y pico).
• Repolarización: Neurona volviendo al potencial de reposo (descenso).

16. Diferencia entre Esperma y Semen

El semen o líquido seminal es un fluido blanquecino y viscoso formado por esperma y líquidos que ayudan a mantener viables a los espermatozoides (plasma seminal) producidos por los testículos. Durante la eyaculación, los líquidos procedentes de la próstata, de las vesículas seminales y de las glándulas de Cowper diluyen el esperma y proporcionan un entorno adecuado, ligeramente alcalino, que activa la movilidad de los espermatozoides, hasta entonces inmóviles. En la eyaculación se expulsan de 2 a 5 ml de semen que contienen entre 200 y 300 millones de espermatozoides.

Por lo tanto, el esperma es el líquido producido por los testículos, cargado de espermatozoides, y el semen es la suma del esperma, la secreción prostática, la de las vesículas seminales y la de las glándulas de Cowper. Los espermatozoides humanos están divididos en una cabeza (que contiene el núcleo), una pieza intermedia (que contiene mitocondrias que le proporcionan energía) y un flagelo (que le permite moverse). En la fecundación del óvulo solo penetra la cabeza del espermatozoide, es decir, su núcleo, por lo cual la información genética contenida en las mitocondrias del espermatozoide no penetra en el óvulo. Por lo tanto, la información genética mitocondrial sólo procede de la madre.

17. Mecanismos de Transporte de la Savia Bruta

1. Cohesión-Tensión: Se debe a la estructura de las moléculas de agua, que se encuentran fuertemente unidas entre sí, lo que produce una elevada cohesión. Esta cohesión hace subir la savia bruta, ya que puede crear gran tensión gracias a dos fenómenos:
   • Transpiración: A medida que el agua se evapora por transpiración en las hojas, se genera una presión o tensión negativa y, en consecuencia, el agua asciende hacia las hojas por los vasos del xilema. Esta tensión se transmite a lo largo del sistema vascular, desde el tallo a las raíces, haciendo que el agua se mueva como por un efecto de succión.
   • Capilaridad: La fina estructura de las traqueidas y las propiedades de cohesión y adhesión del agua hacen que la savia bruta se pueda adherir a las paredes de los tubos del xilema y ascender por capilaridad.
2. Presión Radicular: Es la presión ejercida por mecanismos osmóticos originados por la continua entrada de agua en los pelos radicales que empujan a las moléculas de agua a ascender. En condiciones normales, esta presión es muy pequeña, pero cuando las condiciones de transpiración son deficientes, la presión de la raíz puede tener importancia. Se puede apreciar, cuando se corta un árbol, cómo en el tocón se acumula agua en su superficie.

18. Fases de la Fotosíntesis: Luminosa y Oscura

• Fase Luminosa: Tiene lugar en las membranas de los tilacoides de los cloroplastos y en ella se absorbe la energía luminosa que proviene del Sol. Pigmentos como la clorofila, la xantofila y los carotenoides utilizan la energía luminosa para descomponer las moléculas de agua obteniendo oxígeno molecular, electrones y protones. Los electrones pasan a una cadena de reacciones de óxido-reducción, en la que la energía obtenida es almacenada en forma de enlaces químicos, en unas moléculas denominadas ATP.
• Fase Oscura: Tiene lugar en el estroma de los cloroplastos y utiliza algunos productos obtenidos en la fase luminosa, el CO2, compuestos ricos en nitrógeno, azufre y fósforo, procedentes de las sales minerales y la energía química almacenada en forma de ATP para sintetizar materia orgánica. El CO2 y la energía del ATP son utilizadas en un conjunto de reacciones denominado ciclo de Calvin. Los productos obtenidos en el ciclo de Calvin y junto con las sales minerales son usados para elaborar productos orgánicos más complejos como glúcidos, lípidos, aminoácidos y bases nitrogenadas. Dado que se utiliza energía química, el proceso es independiente de la luz.

19. Excreción en Plantas

Al contrario que los animales, las plantas carecen de aparato excretor, por lo que los procesos de excreción no están muy desarrollados. Algunos desechos sólidos son almacenados y otros son reutilizados en procesos de síntesis o se aprovechan en el metabolismo secundario. Muchos árboles y arbustos, por ejemplo, liberan los productos de excreción al producirse la caída de la hoja. Muchas plantas tienen tejidos secretores, por medio de los cuales se expulsan distintas sustancias como resinas, aceites… Existen otras sustancias que son expulsadas de forma gaseosa, como el CO2 o el etileno.

20. Semejanzas y Diferencias entre Hormonas Animales y Vegetales

Diferencias:

1. Respecto a las estructuras, las hormonas vegetales son moléculas orgánicas simples, mientras que las hormonas de los animales pueden ser moléculas más complejas, como péptidos.
2. Al contrario que en los animales, las hormonas vegetales no son producidas en órganos específicos, sino que se sintetizan en las células situadas principalmente en tejidos embrionarios como meristemos de raíces y tallos.
3. Las hormonas vegetales son transportadas a través de los tejidos conductores a los órganos donde actúan, aunque en ocasiones, los lugares de formación y actuación pueden ser los mismos. En cambio, las hormonas animales actúan en células diana.
4. El sistema nervioso interviene en la actuación de las hormonas animales, en cambio, en las vegetales no.
5. Las funciones de las hormonas vegetales están relacionadas con procesos de desarrollo, crecimiento y senescencia, mientras que las funciones de las hormonas animales son más complejas.

Semejanzas:

• Actúan como mensajeros químicos entre diferentes zonas del organismo.
• Los mecanismos de acción de las hormonas vegetales son mucho menos conocidos que los de las hormonas animales, si bien existen evidencias de semejanza.
• Existencia de receptores específicos de algunas fitohormonas en células diana.
• Existencia de cadenas transductoras de la señal transmitida por algunas fitohormonas hacia el interior de la célula diana.
• Influencia de algunas fitohormonas en cadenas en reacciones implicadas en respuestas concretas.
• Influencia de algunas fitohormonas en la expresión de algunos genes concretos.

Algunos científicos prefieren llamar a las fitohormonas reguladoras del crecimiento porque estos pueden estimular o inhibir el crecimiento y la diferenciación de las células vegetales coordinando eso, las diferentes partes del desarrollo de la planta.