Biología: la ciencia de la vida PDF
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BIOLOGÍA La ciencia de la vida BIOLOGÍA La ciencia de la vida Segunda edición Elena Victoria De Erice Zúñiga Universidad Nacional Autónoma de México Universidad Autónoma de Aguascalientes Jesús Arturo González Mandujano Universidad Nacional Autónoma de México Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa Revisión técnica Dra. Patricia Illoldi Rangel Biodiversity and Bicultural Laboratory University of Texas at Austin Q.F.B. Martha Patricia Ávila Cisneros Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán Universidad Nacional Autónoma de México (cid:15)(cid:28)(cid:24)(cid:11)(cid:5)(cid:17)(cid:1)(cid:26)(cid:1)(cid:4)(cid:17)(cid:9)(cid:17)(cid:21)(cid:27)(cid:1)(cid:26)(cid:1)(cid:4)(cid:22)(cid:7)(cid:16)(cid:17)(cid:20)(cid:1)(cid:3)(cid:11)(cid:19)(cid:7)(cid:20)(cid:1)(cid:26)(cid:1)(cid:5)(cid:3)(cid:19)(cid:3)(cid:5)(cid:3)(cid:20)(cid:1)(cid:26)(cid:1)(cid:9)(cid:22)(cid:3)(cid:21)(cid:7)(cid:15)(cid:3)(cid:14)A (cid:26)(cid:1)(cid:15)(cid:3)(cid:6)(cid:19)(cid:11)(cid:6)(cid:1)(cid:26)(cid:1)(cid:16)(cid:22)(cid:7)VA YORK (cid:1)(cid:20)(cid:3)(cid:16)(cid:1)(cid:12)(cid:22)(cid:3)(cid:16)(cid:1)(cid:26)(cid:1)(cid:20)(cid:3)(cid:16)(cid:21)(cid:11)(cid:3)(cid:9)(cid:17)(cid:1)(cid:26)(cid:1)(cid:20)(cid:3)(cid:17)(cid:1)(cid:18)(cid:3)(cid:22)(cid:14)(cid:17)(cid:1)(cid:26)(cid:1)(cid:3)(cid:22)(cid:5)(cid:13)(cid:14)(cid:3)(cid:16)(cid:6)(cid:1)(cid:26)(cid:1)(cid:14)(cid:17)(cid:16)(cid:6)(cid:19)(cid:7)(cid:20)(cid:1)(cid:26)(cid:1)(cid:15)(cid:11)(cid:14)(cid:27)(cid:16)(cid:1)(cid:26)(cid:1)(cid:15)(cid:17)(cid:16)(cid:21)(cid:19)(cid:7)(cid:3)(cid:14) (cid:16)(cid:22)(cid:7)VA(cid:1)(cid:6)(cid:7)(cid:14)(cid:10)(cid:11)(cid:1)(cid:26)(cid:1)(cid:20)(cid:3)(cid:16)(cid:1)(cid:8)(cid:19)(cid:3)(cid:16)(cid:5)(cid:11)(cid:20)(cid:5)(cid:17)(cid:1)(cid:26)(cid:1)(cid:20)(cid:11)(cid:16)(cid:9)(cid:3)(cid:18)(cid:22)(cid:19)(cid:1)(cid:26)(cid:1)(cid:20)(cid:21)(cid:2)(cid:1)(cid:14)(cid:17)(cid:22)(cid:11)(cid:20)(cid:1)(cid:26)(cid:1)(cid:20)(cid:11)(cid:6)(cid:16)(cid:7)Y (cid:26)(cid:1)(cid:21)(cid:17)(cid:19)(cid:17)(cid:16)(cid:21)O Coordinadora editorial: Alejandra Martínez Ávila Editor sponsor: Luis Amador Valdez Vázquez Supervisora de producción: Marxa de la Rosa Pliego Diseño de portada: Eleazar Maldonado Sangermán BIOLOGÍA La ciencia de la vida Segunda edición Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra, por cualquier medio, sin la autorización escrita del editor. DERECHOS RESERVADOS © 2012, 2008, respecto a la segunda edición por: McGRAW-HILL / INTERAMERICANA EDITORES S.A. DE C.V. A Subsidiary of The McGraw-Hill Companies, Inc. Punta Santa Fe Prolongación Paseo de la Reforma 1015, Torre A Piso 17, Colonia Desarrollo Santa Fe Delegación Álvaro Obregón C.P. 01376, México D.F. Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana, Reg. Núm. 736 ISBN : 978-607-15-0708-2 (ISBN: 978-970-10-6164-0 primera edición) 1234567890 1098765432 Impreso en México Printed in Mexico Con profundo amor y agradecimiento a Arturo, mi esposo, y a mis hijos Rodrigo y Daniela. Elena De Erice Zúñiga A mi madre Teresa Mandujano, con admiración y eterno agradecimiento. Arturo González Mandujano Este libro está dedicado a todos los estudiantes de nivel bachillerato de habla hispana. Los Autores VI Foto de portada: Edson Espinoza Foto de contraportada: Eduardo Galicia (cid:39)(cid:77)(cid:66)(cid:78)(cid:70)(cid:79)(cid:68)(cid:80)(cid:1)(cid:69)(cid:70)(cid:77)(cid:1)(cid:36)(cid:66)(cid:83)(cid:74)(cid:67)(cid:70)(cid:1)(cid:116)(cid:1)Phoenicopterus ruber (Linnaeus, 1758) En el mundo existen seis especies de flamencos, las cuales pertenecen al género Phoenicopterus. Dos especies se localizan en el Viejo Mundo, y las cuatro restantes en América. Viven en aguas someras y en general se alimentan de algas y crustáceos. El color rosa luminoso de su plumaje se debe, precisamente, a la gran concentración de carotenoides que contiene su alimento. Poseen un pico con mandíbula superior rígida e inferior móvil, son las aves con las patas y cuellos más grandes. Los lagos que constituyen su hábitat están alejados entre sí, por lo que deben recorrer distancias considerables en grandes bandadas, desde un lugar de alimentación a otro. En el Sureste de México, en la Reserva de la Biósfera de Celestún, Yucatán, en un área de casi 60 mil hectáreas, se concentra una de las poblaciones más grandes de flamencos del Caribe, vertebrados increíbles que pueden llegar a alcanzar una altura de 1.50 m y un peso promedio de 2.5 kilos. Entre mayo y agosto, la hembra pone un solo huevo. Ambos padres lo incuban hasta que empolla en un periodo de 32 días, la pareja cuida a la cría hasta que ésta alcanza la madurez sexual, alrededor de los seis años. La longevidad esperada de estas aves es de 40 años. Tema 1.1 La Ciencia VVIIII Presentación En esta obra se exponen los aspectos generales de la Biología y se propone en cada uno de los temas el desarrollo de habilidades y estrategias de pensamiento, dirigidas a que los alumnos participen ac- tivamente en la adquisición de sus propios conocimientos, así como mostrarles el largo viaje de los descubrimientos científicos hechos en nuestro país y en todo el mundo. Este es un libro hecho en México, por biólogos mexicanos, dirigido a todos los alumnos de ba- chillerato de habla hispana. Su objetivo es que aprendan acerca de los diversos fenómenos y procesos relacionados con los seres vivos, desde los que ocurren en el interior de las células hasta las complejas interacciones que suceden en la biosfera. La construcción de la biología se basa en el método científico, que permite, a partir de la observa- ción detallada y la recopilación de datos, conocer y explicar los fenómenos naturales y, en su momento, realizar predicciones, lo cual ha hecho de la Biología una ciencia presente en la vida cotidiana. Deseamos que este libro fomente en los estudiantes el cuidado y el respeto por la naturaleza, así como el desarrollo del pensamiento científico en el ámbito escolar y profesional. Por otro lado, deseamos agradecer a todas las personas que de alguna manera participaron en la elaboración de este libro. En especial a los autores de los dossiers: M. en C. Rosalía Cordeo Bleizefer, Mtro. Jorge Maldonado Montiel, M. en C. Pilar Ovalle Marroquín, Dr. Héctor Zayas Pérez, Biól. Javier Delgado Tello, Dra. Martha Patricia Cruces Martínez, Dr. Emilio Pimentel Peñaloza, Biól. Guadalupe López Campos, M. en C. Jaime Escoto Rocha, Biól. Luis Frechilla García, escultor Sergio de la Rosa, Dra. María del Carmen Maldonado Bernal, M. en C. Mariana Chávez Andrade, M. en C. Lilia Salomé Mandujano Wild y M. en C. Eduardo Galicia Zamora, quienes compartieron sus experiencias cotidianas con la biología desde diversos campos de acción: la investigación, la docencia y la práctica médica. Además, a las personas que nos facilitaron fotos e imágenes: M. en C. Carmen Loyola y al Dr. René Hernández. Elena De Erice Zúñiga y Jesús Arturo González Mandujano Acerca de los Autores Biól. Elena Victoria De Erice Zúñiga Estudió la carrera de Biología en la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México. Tiene un diploma en Asesoría Educativa en la Universidad Autónoma de Aguascalientes. Se ha dedicado a la investigación en el área de Entomología y a la docencia a nivel medio, medio superior y profesional desde el año 1984. M. en C. Jesús Arturo González Mandujano Estudió la carrera de Biología en la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México. La maestría en la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa en Biología Experimental. Se ha dedicado a la docencia a nivel medio, medio superior y profesional desde el año de 1986. VIII Contenido Capítulo 1 Biología, la ciencia de la vida 2 Dossier. Historia, biología y cosmogonía: ¿una relación sagrada? 45 1.1 Ciencia, tecnología y conocimiento 5 Manos a la obra 47 Ciencia y tecnología 7 Ejercicio de aplicación 48 Conocimientos empírico y científico 7 Ponte a prueba 48 1.2 El método científico 9 Preguntas de reflexión crítica 49 Conexión con literatura. Ciencia y ciencia ficción 12 Capítulo 3 La química de la vida 50 1.3 ¿Qué es la biología? 12 3.1 Átomos y elementos químicos 53 1.4 Características de los seres vivos 13 Enlaces 54 1.5 Niveles de organización 15 Enlace iónico 56 1.6 Ramas, aplicaciones e instrumentos de la biología 18 Enlace covalente 57 Ramas de la biología 18 Enlace covalente coordinado 57 Aplicaciones de la biología 18 3.2 Moléculas inorgánicas 58 Instrumentos para acercarse al estudio de la vida 20 El agua 58 Dossier. Hay que saber en dónde estamos para imaginar Propiedades del agua 58 hasta dónde queremos llegar 23 Sales minerales 59 Manos a la obra 24 3.3 Moléculas orgánicas 60 Ejercicio de aplicación 25 3.4 Biomoléculas 60 Ponte a prueba 25 Carbohidratos 61 Preguntas de reflexión crítica 27 Monosacáridos 62 Capítulo 2 Historia de la biología en México Oligosacáridos (disacáridos) 64 y en el mundo 28 Polisacáridos 64 2.1 Prehistoria y primeras civilizaciones (50,000 a.C.-476 d.C.) 31 Conexión con la nutrición. Sustitutos de azúcar 65 Egipto y Mesopotamia (IV milenio a.C.) 31 Lípidos 66 Grecia y Roma 32 Lípidos saponificables 68 Oriente: China e India 33 Ceras 68 2.2 La Edad Media (476 a.C.-1453 d.C.) 34 Triacilgliceroles o triglicéridos 68 2.3 El Renacimiento (finales del siglo XIV a finales del siglo XVI) 34 Conexión con la salud. La obesidad en México 69 2.4 Siglos XVII y XVIII. La Ilustración 35 Ésteres de glicerol 70 2.5 Siglo XIX 36 Ceramidas o ésteres de esfingosina 71 2.6 Siglo XX y principios del XXI 37 Lípidos no saponificables 71 2.7 Historia de la biología en México 38 Esteroides 71 Época prehispánica 38 Terpenos 72 La Colonia 39 Proteínas 72 Conexión con el arte y la historia. El Códice Badiano, primer Heteroproteínas 74 recetario americano 41 Holoproteínas 74 México independiente 41 Estructuras proteínicas 75 México Contemporáneo 42 Estructura primaria 75 Conexión con la patria. El águila real 45 Estructura secundaria 75
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