biologia
domingo, 24 de noviembre de 2013
lunes, 18 de noviembre de 2013
domingo, 10 de noviembre de 2013
Tercero Medio Evolución
GUÍA
Biología Cátedra Número 1
TEORÍA
MODERNA DEL ORIGEN DE LA VIDA
CONOCIMIENTOS
PREVIOS:
Sistemas Planetarios:
- Origen de sistemas planetarios.
- Origen y características generales de nuestro
Sistema Solar.
- Planetas extrasolares.
¿Qué es la vida?
La lógica molecular de los organismos vivos
(Lehninger)
Los sujetos vivos están formados por materia
inanimada, ¿cómo funcionan las biomoléculas?
Atributos
particulares:
Alta
complejidad y organización,
Especificidad
funcional (a veces por componentes).
Extracción,
transformación y utilización de energía (nutrientes o luz solar), Transporte de membranas, Mantenimiento de
estructuras y Locomoción
Autorreplicación
La mayor
parte de los componentes químicos en organismos vivos son compuestos orgánicos
(en base al carbono, con enlaces
covalentes con otros carbonos, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno).
Un poco de historia
Edad del sistema Solar : 4580 millones de años
En la Tierra en los primeros 150 Ma se dio el bombardeo
primordial
Hace:
3800 Ma cesaron los grandes impactos sobre la Tierra
3560 Ma: restos fósiles de colonias
celulares:estromatolitos (Schopf, 1993)
Hipótesis:
La vida surge tan pronto como tiene oportunidad
ACTIVIDAD:
1.- Busque y
anote en su cuaderno las eras geológicas.
2.-
¿Qué son los priones?
La vida como
proceso endógeno
Darwin y ‘El
origen de las especies ‘:
‘el creador
inspiró vida a una forma sencilla y a partir de un proceso elemental se
produjeron ilimitadas formas de vida mas bellas’
La vida como
proceso químico (correspondencia privada): ‘en una pequeña charca
caliente, en presencia de sales de amonio y ácido fosfórico, luz calor,
electricidad (relámpagos), etc...’
Conclusión:
un antepasado común.
Características
del antepasado común:
Información
genética
Mecanismo de
replicación para poder dejar descendencia
Sistema de
replicación (enzimas = proteínas)
Variabilidad
en la reproducción para dar origen a la biodiversidad (mutaciones?)
A partir de
allí la selección natural hace su trabajo.
El problema
del huevo y la gallina
Es
imprescindible entender cual es el problema para poder encontrar un mecanismo
alternativo si queremos justificar el origen de la vida como meramente
endógeno.
Los ácidos
nucleicos tienen información para sintetizar proteínas, no cualquier secuencia
de AA es funcional.
Las
proteínas regulan la transcripción genética (un organismo por simple que sea no
puede replicarse sin ayuda de enzimas)
¿Quién
surgió primero? O ¿es viable un surgimiento independiente? En principio : NO.
El mundo del
ARN
La cadena de
ADN es mas sencilla
Es lineal,
no espiral y mas inestable.
¿Pudo
existir ARN autocatalítico?
¿Qué ocurre
en los ribosomas celulares?
1983: se
descubren las primeras ribozimas (las enzimas no son solamente las proteínas!)
El problema
de la atmósfera
Hay acuerdo
en una cosa: no había oxígeno en la atmósfera prebiótica. Éste inhibiría las
reacciones químicas necesarias para la formación de AA, purinas, pirimidinas y
azúcares.
La atmósfera
primitiva estaba formada principalmente por N2 y CO2.
Se postula
además (Kasting, 1993) una importante
presión atmosférica por alta concentración de CO2 (10 – 100 atm).
Efecto
invernadero que permitió el calentamiento del planeta.
Éste no se
disparó como en Venus, se disolvió en el agua y se fijó en las rocas.
Cota
temporal a la formación de océanos?
Experimentos históricos
Década
del 30- Oparin y Haldane: con una atmósfera oxidante como la actual no pudo
surgir la vida (el oxígeno capta al hidrógeno libre imposibilitando la
formación de molec. orgánicas) atmósfera primordial reductora (rica en H y
dadores : CH4, NH3)
1953- Miller y Urey: CH4, NH3,H2O,H2 = AA !
1961-
Oro: AA y adenina (ADN,ATP)
El origen y
la evolución temprana de la vida: química prebiótica, el mundo del pre-ARN y el
tiempo (Lazcano y Miller, Cell:85, 793-798, 1996)
En este
trabajo (review) se tratan y resumen algunos de los aspectos que ya hemos
tratado.
Se señala la
existencia de un mundo del ARN, pero no tal como lo conocemos ahora, dada la
inestabilidad de la ribosa (vida media de 73 minutos a 100 oC y pH=7
y 44 años a 0 oC y pH7)
Además al
sintetizarse ribosa, se sintetizan otros azúcares que inhiben la posterior
síntesis de la misma.
Se habla de
un piranosil-ARN.
La ribosa
tiene un anillo de 5 eslabones con 4 carbonos y un oxígeno.
En el pARN
tiene un carbono adicional en el anillo y es mas estable.
Se supone
además que los primeros organismos fueron autótrofos, eran capaces de generar
compuestos orgánicos a partir de sustancia inorgánica.
En el
meteorito de Murchison se encontraron AA y este meteorito tiene la edad del SS.
Si
consideramos uno, la adenina, ésta tiene una vida media de 204 días a 100 oC
y pH =7 (10 veces mas que la citosina)
Se generan
restricciones temporales para el pasaje de AA a organismos vivos capaces de
disparar la evolución darwiniana: 5 millones de años (Lazcano, 1994)
Este límite
temporal es el tiempo en que compuestos orgánicos pueden sobrevivir antes de
ser detruídos en las fumarolas oceánicas.
Agua que es
forzada hasta varios km por debajo del sedimento, se calienta por el magma y
sale a 350 oC por las fumarolas.
De todas
maneras existen hidrotermófilos a 110 oC cerca de las mismas.
¿El papel de
la radiación UV?
Universidad de Osnabrück (Alemania), Instituto Nacional de Salud (USA)
Universidad de Osnabrück (Alemania), Instituto Nacional de Salud (USA)
Cuando la
radiación ultravioleta era más intensa que hoy en día, y la Tierra primigenia
poseía una mezcla de moléculas ricas en nitrógeno, ¿cómo se cocinó esta sopa
primordial?. ¿Cómo pudieron sobrevivir las biomoléculas más adaptadas, antes de
que surgiese la propia vida? |
Siempre se ha
evitado mencionar a la luz UV en las teorías del origen de la vida. La Tierra
primigenia no tenía capa de ozono, por lo que la radiación UV podría haber
alcanzado niveles 100 veces superiores a los actuales. Generalmente se cree que
las delicadas moléculas de la vida emergente se habrían deteriorado bajo esta
intensidad lumínica
Armen Mulkidjanian, junto a sus colegas de la
Universidad de Osnabrück, Alemania y el Instituto Nacional de Salud, EE.UU.
utilizaron modelado por computadora para probar la habilidad que tiene el ARN
para formarse a partir de azúcar, fosfatos y bases nitrogenadas en presencia de
altos niveles de luz UV.
A pesar de que
los investigadores sabían que la radiación UV podía ser perjudicial para el
ARN, descubrieron que algunas partes de la molécula actúan como escudo
protector de otras partes. Las bases nitrogenadas absorben y
dispersan la radiación UV, protegiendo a la piedra angular del ARN, la
pentosa-fosfato.
Darwin vs.
Panspermia
Astrobiology
Science Conference 2002, April 7-11, Ames Research Center: New genetic programs in
Darwinism and strong panspermia
Para
Darwin cierta característica genética surge a partir de una preexistente, por
medio de duplicación y divergencia (adaptación y/o mutación)
Si
se produce panspermia fuerte, vida microbiana puede insertarse en la biósfera
terrestre y por algún mecanismo realizar transmisión genética, entonces no
habría diferencias significativas entre el genoma original y el final.
Se
realiza un estudio donde se compara una característica o programa genético en
ratones y el genoma humano, en el cual hay un programa genético que no hay en
los ratones.
Si
Darwin es correcto debe haber pasos intermedios entre los ratones y todas las
especies que evolucionaron hasta el hombre
Si
hubo panspermia fuerte, no habría pasos intermedios y este nuevo programa
genético paracería provenir de algún proceso no identificado bajo la luz de la
evolución.
El rol de los impactos
La Luna es un buen indicador de la tasa de impactos
en la Tierra a lo largo del tiempo por la ausencia de atmósfera.
Fuentes de proyectiles:
restos de acreción
bombardeo primitivo
limpieza de remanentes
cinturón de asteroides (interno)
cinturón de asteroides (externo)
¿De dónde provienen los océanos?
El agua terrestre no es primordial, proviene de
mayores distancias al Sol (no condensa a 1 UA).
domingo, 3 de noviembre de 2013
guia fisica segundo medio
Guía
de Física
¿De qué
depende la variación en el movimiento de un cuerpo?
Para producir un cambio en el estado del
movimiento de un cuerpo, es necesario aplicar sobre él una fuerza externa.
Ejemplo:
Si tienes que
empujar un automóvil “en pana”, ¿es la misma fuerza que se debe aplicar si el automóvil
está vacío o si hay varias personas dentro de él?
Claramente no.
La magnitud de la
fuerza aplicada dependerá de la
masa del objeto, ya que mientras mayor
sea su masa, mayor es la fuerza que hay que aplicar. Ejemplo dado en clase
entre una goma y naya.
La intensidad de la fuerza aplicada dependerá también del cambio de velocidad
que se quiera lograr.
Ejemplo:
Estás jugando al
fútbol y quieres pasarle la pelota a un jugador o jugadora que está cerca tuyo,
aplicas una fuerza pequeña, por lo
que la pelota se moverá también con una rapidez
pequeña; pero, si quieres lanzarla a una persona que está lejos, la fuerza que debes aplicar es mayor,
por lo que la variación en la rapidez de
la pelota será también mayor.
¿El cambio en el
movimiento depende solo de la intensidad de la fuerza aplicada?
Si quieres mover un
cajón, ¿es lo mismo aplicar la fuerza durante 1 segundo que aplicarla durante
10 segundos?
no, al aplicar sobre
un cuerpo una fuerza durante un tiempo mayor, la variación de movimiento en
dicho cuerpo será mayor. Por lo tanto, la variación total de movimiento depende
directamente tanto de la fuerza aplicada como del tiempo de acción de la fuerza.
Impulso
En el ejemplo
anterior pudiste observar que al actuar
fuerzas similares sobre cuerpos de masa también similar, dichas fuerzas tienden
a producir un efecto parecido. En la primera parte de la actividad, el efecto sobre
los autitos fue producir desplazamientos iguales.
Ahora, cuando se varía el tiempo de aplicación
de una fuerza también varían los efectos que
dicha fuerza puede
producir, por lo que no es igual aplicar una fuerza sobre un cuerpo durante 1 s
que aplicarla durante 10 s. También varían los efectos de una fuerza si varía
su módulo.
De la segunda ley
de Newton sabemos que
La variación del movimiento depende de la fuerza aplicada y del tiempo de
aplicación. A mayor variación de movimiento, mayor es la fuerza aplicada y/o
mayor tiempo de aplicación de dicha fuerza.
A esta relación de
fuerza y tiempo es lo que llamaremos impulso y lo representaremos
con la letra “I”.
Luego, la variación
del movimiento dependerá del impulso que actúe sobre el cuerpo. Cuando
describimos el movimiento de un cuerpo, nos basta con saber su velocidad, ya
que ella da cuenta de la variación de la posición de este en el tiempo. Ahora,
si queremos hacernos una idea de la dificultad para poner dicho cuerpo en
movimiento, o de la fuerza que se requiere para detenerlo,
debemos conocer
también su masa. El impulso en términos de la velocidad y de la masa se deduce
de la ecuación 1:
Luego:
En la ecuación,
podemos ver que el impulso sobre el cuerpo produce una variación del producto
entre masa y velocidad. Dicho producto es una magnitud vectorial, que
llamaremos momentum lineal o cantidad de
movimiento lineal, y se representa
por la expresión:
Mientras mayor sea
el momentum de un cuerpo mayor es la fuerza necesaria para variar su estado de movimiento.
Si queremos
representar el momentum lineal total de un sistema de cuerpos, esta corresponde
a la suma vectorial de los momentum de cada uno de ellos:
Ley de
conservación del momentum lineal
El análisis de esta
situación se divide en las siguientes etapas:
Antes de la colisión
En este momento,
cada objeto tiene un momentum lineal, por lo tanto, el momentum lineal total
del sistema antes de la colisión es:
Durante la colisión
Donde los dos
objetos se aplican fuerzas mutuamente y en sentido opuesto, durante el mismo
intervalo de tiempo. Por tanto, dicha transferencia de impulso es:
Después de la colisión
Debido a los
impulsos, las bolas tienen un momentum lineal diferente, por lo tanto, el
momentum lineal total del sistema después de la colisión es:
Reordenando, se
cumple que:
A partir de lo
anterior podemos decir que el momentum lineal total antes de la colisión
(término izquierdo) es igual al momentum lineal total después de la colisión
(término derecho). Esto se conoce como el principio de conservación del
momentum lineal.
Aplicando la ley
de conservación del momentum lineal
Ejercicio.
Dos carritos A y B
de un tren de juguete con sus masas de 300 g y 400 g, respectivamente, se
encuentran en reposo y amarrados por un hilo. Entre ellos se coloca un resorte
comprimido.
Al cortar el hilo,
el resorte se estira poniendo a ambos carritos en movimiento. Si el carro A
adquiere una velocidad de 4 m/s hacia la izquierda, ¿qué velocidad adquiere el
carro B justo después de cortar el hilo?
Desarrolle el
ejercicio a partir de lo desarrollado en clase:
1.- Antes de la interacción:
2.- Después de la interacción:
3.- Complete el
mapa conceptual . de manera de repaso de contenidos.
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