Introducción general a la Biología

Ilutración que muestra la evolución del ser humano desde las primeras formas de vida.
Facultad	Ciencias Formales y Naturales
Departamento	Departamento de Biología
Área	Biología general
Nivel	Universitario

La biología es la ciencia natural que estudia todo lo relacionado con la vida y lo orgánico, incluyendo los procesos, sistemas, funciones, mecanismos u otros caracteres biológicos subyacentes a los seres vivos en diversos campos especializados que abarcan su morfología, fisiología, filogénesis, desarrollo, evolución, distribución e interacciones en los niveles macroscópico y microscópico. En este curso de nivel universitario se abordarán los conocimientos básicos de la disciplina que ofrecerán una amplia comprensión de este campo, con el propósito de consolidar los conocimientos fundamentales, promover una perspectiva unificadora y estimular la capacidad de análisis crítico y debate sobre asuntos relevantes. Su enfoque principal gira en torno a la evolución. Asimismo, se atenderá a los hitos y pensadores que han influenciado significativamente el desarrollo histórico de la biología. El mismo progresará explorando los niveles jerárquicos de organización de la materia viva, dividido en cinco módulos que reflejan esta secuencia:

1. La vida
2. Bases moleculares y celulares de la vida
3. Organización estructural y funcional de los seres vivos: sistemas
4. Los organismos y su diversidad
5. Ecología

La bibliografía recomendada puede leerse al final de esta página.

Módulo 1: La vida

Conceptos básicos iniciales

1. Biología: la ciencia de los seres vivos.
2. Características de los seres vivos.
3. Niveles de organización.
4. Unidad en la diversidad.

La biología a la luz de la evolución

1. Unidad en la diversidad.
2. Desarrollo de las ideas evolucionistas.
3. La revolución darwiniana
4. Selección Natural.
5. Teoría sintética moderna.
6. Origen de la variación genética.
7. Teorías del origen de la vida en la Tierra.

Módulo 2: Bases moleculares y celulares de la vida

Bases químicas de la vida

1. Agua: estructura y propiedades fundamentales para la vida.
2. Principales biomoléculas: polímeros y monómeros, deshidratación e hidrólisis.
3. Carbohidratos (glucosa, almidón, glucógeno y celulosa).
4. Lípidos (grasas y fosfolípidos).
5. Membranas y reserva energética.
6. Proteínas (composición, principales estructuras, localización y funciones).

La célula eucariota en sus cuatro dimensiones

1. Bases estructurales de la célula: citoesqueleto, membrana plasmática y sistemas endomembranosos, compartimentos celulares y funciones especializadas.
2. Algunas metodologías para estudiar las células y sus componentes.
3. Procesos dinámicos observados en células in vivo.
4. Teoría endosimbiótica.

Las células como transformadoras de energía

1. Respiración celular.
2. ATP.
3. Fotosíntesis.
4. Mitocondrias y cloroplastos.

Bases moleculares de la vida: ácidos nucleicos como almacén de información

1. Ácidos nucleicos, estructura y funciones: ADN y ARN.
2. Destinos celulares.
3. Modelo de Watson & Crick.
4. El ADN como material hereditario.
5. Evidencia experimental.
6. Propiedades del ADN: replicación, mutación, reparación y recombinación.

Bases moleculares de la vida: ¿cómo se construyen estructuras y funciones?

1. El dogma central: transcripción y traducción.
2. Código genético.
3. Concepto de gen.
4. Estructura del gen procariota y eucariota.
5. La expresión génica y su regulación.
6. Cromosomas y bases cromosómicas de la herencia.

Tráfico intracelular

1. Tráfico de ARN y proteínas en la célula eucariota.
2. Núcleo y nucleolo.
3. Procesos de degradación: el proteasoma, los lisosomas.
4. Señalamiento intracelular.

El ciclo celular

1. Fases en el ciclo celular.
2. La mitosis.
3. Maquinaria mitótica.
4. Control del ciclo celular: el factor promotor de la mitosis, ciclinas y quinasas dependientes de ciclina.
5. Muerte celular.
6. Envejecimiento celular.

Generación de células especializadas

1. Desarrollo embrionario y diferenciación celular.
2. La matriz extracelular.
3. Células madre.
4. Células especializadas.
5. Ensamblajes cooperativos de células: los tejidos.
6. Comunicación entre células.

La célula procariota

1. Características generales de las células procariotas.
2. Comparación de células procariotas y células eucariotas.
3. Los procariotas en el origen de la vida.
4. Los procariotas en la clasificación de los seres vivos.
5. Los procariotas en el origen de la célula eucariota.

Módulo 3: Organización estructural y funcional de los seres vivos: sistemas

Organismos y sus funciones básicas

1. Organismos y sus funciones básicas.
2. Medio interno: homeostasis, sistemas de control y retroalimentación.
3. Intercambio con el medio externo: sistemas de intercambio, sistemas respiratorio y circulatorio.
4. Adaptaciones estructura-función: respiración acuática y aérea (cutánea, sistema traqueal, branquias y pulmones), evolución de sus funciones y adaptaciones estructurales.
5. Adaptaciones a condiciones ambientales extremas.

Sistemas de control: sistema nervioso

1. El sistema nervioso en el control de las funciones fisiológicas.
2. Evolución del sistema nervioso.
3. Organización general del sistema nervioso: sistema nervioso central y periférico, evolución de su organización.
4. Tipos celulares del sistema nervioso.
5. Neurona: potencial de reposo y de acción, sinapsis.
6. Sistemas sensoriales y motores.
7. Reflejos.

Sistemas de control: sistema endócrino

1. El sistema endócrino en el control de las funciones fisiológicas.
2. Características generales de los sistemas endócrinos (células y glándulas, hormonas: tipos y forma de acción).
3. Sistema endócrino en vertebrados.
4. Eje hipotálamo-hipófisis en vertebrados.
5. Respuesta de estrés.

Reproducción y crecimiento vegetal

1. Multiplicación vegetativa.
2. Alternancia de generaciones.
3. Reproducción: flor, polen, fertilización, frutos y semillas.
4. Germinación.
5. Crecimiento.
6. Control: hormonas vegetales.
7. Tropismos.

La herencia de los caracteres

1. Transmisión de la información entre generaciones y surgimiento de la diversidad.
2. Los trabajos de Mendel y su importancia.
3. Ley de segregación.
4. Los cromosomas como soporte del material hereditario.
5. La herencia y la reproducción sexuada: gametos y fecundación.

Reproducción asexual y sexual

1. Costos y beneficios de la reproducción sexual.
2. Inversión en reproducción.
3. Estrategias reproductivas (gonocorismo, hermafroditismo, oviparidad y viviparidad).
4. Reproducción y evolución.
5. Reproducción y etología.
6. Batalla de los sexos.
7. Selección sexual.
8. Funciones del cortejo.

Módulo 4: Los organismos y su diversidad

Árbol de la vida

1. Origen y evolución de la vida.
2. Las cuatro líneas evolutivas y su ancestro común, en busca de LUCA.
3. Proceso generador del árbol, o más bien un arbusto.
4. Primeros árboles.
5. Las grandes ramas del árbol de los eucariotas.
6. La biodiversidad y las grandes líneas evolutivas.
7. Sistemas de clasificación.
8. Análisis filogenético.

Especie y especiación

1. Concepto biológico de especie.
2. Mecanismos de aislamiento reproductivo.
3. Modelos de especiación alopátrida.
4. Concepto biológico de especie, dificultades y limitaciones.

Los virus: un modelo biológico particular

1. Características de los virus como entidad biológica y cualidades singulares que los sitúan en la frontera de la vida.
2. Versatilidad y diversidad tanto estructural como funcional.

Procariotas: diversidad y cooperación

1. Diversidad filogenética y metabólica de los microorganismos procariotas (Bacteria y Archea).
2. ¿Qué es una especie procariota?
3. Estrategias de cooperación de los procariotas y su impacto en la evolución de la vida.

Diversidad animal

1. Dominios y reinos.
2. Los grandes grupos: de poríferos a cordados.
3. Modelos de organización estructural.
4. Adaptaciones.
5. Radiados y bilaterales.
6. Deuterostomados y protostomados.
7. Acelomados, pseudocelomados y celomados.

Diversidad vegetal a través del tiempo

1. Las diferentes formas de estudiar la diversidad en el pasado.
2. Principales acontecimientos en la evolución de las plantas vasculares.
3. La conquista del medio terrestre.
4. El surgimiento de los diferentes grupos.

Evolución de la diversidad

1. Escala de tiempo geológico.
2. Fósiles.
3. Tectónica de placas.
4. Extinciones de fondo y masivas.
5. Grandes eventos en la evolución: terrestrialización, coevolución, impacto humano.

Módulo 5: Ecología

Los organismos en su ambiente

1. Ecología y ecologismo.
2. Niveles de organización e importancia de la escala.
3. Relaciones entre organismos y ambiente.
4. Adaptación por medio de la selección natural.
5. Condiciones y recursos.
6. Concepto de nicho.
7. Competencia.
8. Historias de vida.
9. Plasticidad fenotípica.

Poblaciones

1. Definición de individuo y población.
2. Principios, patrones y procesos poblacionales.
3. Modelos de crecimiento: exponencial, logístico.
4. Metapoblaciones.

Comunidades y ecosistemas

1. Conceptos de comunidad.
2. Diversidad, riqueza, equitatividad.
3. Relación especies-área.
4. Factores bióticos y abióticos que estructuran las comunidades.
5. Zonación y sucesión.
6. Ecosistemas.
7. Ciclos de materia (C, N, P).
8. Flujo de energía.
9. Luz, fotosíntesis y producción primaria.
10. Producción secundaria.
11. Descomposición.
12. Cadena, red y pirámide tróficas.

Biósfera

1. La acción del hombre.
2. Cambio global.
3. Efecto invernadero (evidencias, gases y predicciones).
4. Lluvia ácida.
5. Agujero de ozono y UV.
6. Usos del suelo, deforestación y desertificación.
7. Crisis del agua.
8. Crisis de la biodiversidad.

Lecturas

1. The Dark Fly Rises
2. Las fuentes abisales, ¿cuna de la vida?
3. Geometría biológica
4. La clave genética
5. Salvar a las neuronas nuevas
6. La cadencia del reloj biológico
7. Los ritmos biológicos
8. Las 4 estaciones de las hormonas
9. La fecundación en los mamíferos
10. ¿Con quién compartimos el planeta?
11. La vertiginosa evolución de los cíclidos
12. Ecosistemas al borde del colapso