Guía relacionada con la unidad 1 de biología, tercero medio, plan común. Trata de los seres vivos como sistemas abiertos.

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¿LOS SERES VIVOS SOMOS SISTEMAS?
Guía para tercero medio. Prof. GAToledo, SFC, 2017
Los sistemas se definen por su composición y su funcionamiento. Para
estudiarlos se los delimita.
Por ejemplo: el sistema digestivo: está formado por partes: esófago, estómago,
intestinos, etc. Cada una de esas partes se vinculan para cumplir funciones comunes (la
digestión). Este sistema se vincula con otros sistemas como el circulatorio, el respiratorio,
el excretor, el nervioso y el endocrino.
Una célula es un sistema vivo (de hecho es el sistema biológico más pequeño), está
formado por partes: una membrana y pequeños organelos interiores inmersos en su
citoplasma; funciona, en tanto que sus partes se conectan para cumplir trabajos celulares
como sintetizar sustancias, formar nuevas estructuras, etc. En el organismo humano, las
células se relacionan con otras células (es decir, con otros sistemas).
Otro ejemplo de sistema, en este caso uno no vivo, es un termo conteniendo agua
caliente.
Todo sistema sufre movimientos, cambios, modificaciones que pueden o no
resultar de influencias externas.
Por ejemplo: un sistema parlamentario de gobierno sufre cambios en los
componentes de los distintos bloques cuando hay elecciones en el país y/o provincia a la
que representan. El pueblo evalúa la acción de sus representantes, cambia candidatos y
así, la composición de partes se modifica. Lo que no cambia es el hecho de que el
sistema tienda a la estabilidad, a mantenerse más o menos constante.
Los sistemas pueden ser clasificados según el grado de intercambio de materia y
energía con el entorno, en: abiertos, cerrados y aislados.
Considera el siguiente sistema: “Una olla“Una olla
conteniendo dos liconteniendo dos litros de agua, sobre una hornallatros de agua, sobre una hornalla
eencnceenndidadida””. La energía que se le transfiere al agua de la
olla hace que ésta eleve su temperatura y empiece a
cambiar de estado, es decir, se evapora. El vapor de
agua abandona la olla y se dispersa por el ambiente. Si
queremos que el sistema siga funcionando (se mantenga
equilibrado) debemos seguir brindándole calor e ir
restituyendo el agua que se va evaporando.
Cuando un sistema intercambia materia y energía con el
entorno, se dice que el sistema es abierto.
Considera el siguiente sistema: ““UUnn ttermermoo cocontnteennieiennddoo uunn lilittrroo
ddee aagguaua ccaliealientntee””. No hay “fuga” de agua del sistema. ¿Y qué pasa con
la energía? Bueno, como habrás comprobado en la foto, ningún termo,
aún los de mejor calidad, puede mantener constante la temperatura del
contenido por mucho tiempo (uno marca 40ºC y el otro 83ºC y ambos
termos fueron llenados con agua en ebullición). Podemos concluir que la
energía se puede “mover” entre el sistema y su el ambiente
circundante.
Cuando un sistema intercambia energía pero no intercambia
materia con el entorno, se dice que el sistema es cerrado.
Los sistemas aislados son los que no intercambian materia ni energía con

2. 2
el entorno. En realidad, ningún sistema conocido reúne estas características, dado que
siempre, aunque sea en cantidades ínfimas de materia y/o energía, los sistemas
serelacionan con su entorno. Podemos concluir que el único sistema que reúne las
condiciones de aislado es el Universo mismo, dado que no hay otro sistema con el que
pueda intercambiar materia o energía.
Sin temor a equivocarnos podemos hacer las siguientes afirmaciones:
▪ Todos los sistemas vivos (célula, individuo, población, comunidad, ecosistema) son
________________.
▪ Todos los sistemas vivos tienden a mantenerse en_____________.
Actividad 1
A. Determina, para cada uno de los siguientes sistemas, si son abiertos o
cerrados. Escribe el tipo de sistema que determinaste, al lado del Nº de cada sistema.
B. Fundamenta los casos 1, 2, 3 y 4.
Sistema 2
Sistema 3
Sistema 4
Sistema 1
Sistema 8
Sistema 6 Sistema 7
Sistema 5
• Sistema 1: .........................
Fundamenta:
• Sistema 2: .........................
Fundamenta:
• Sistema 3: .........................
Fundamenta:
• Sistema 4: .........................
Fundamenta:

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Nos queda por analizar una última condición que ya citamos sobre los sistemas:
“Lo que no cambia es el hecho de que el sistema tienda a la estabilidad, a
mantenerse más o menos constante”.
Lo mejor para entenderlo es a través de un ejemplo: “...Si tomamos más agua,
vamos a orinar más, y si tomamos menos, vamos a orinar menos. La cantidad de agua
corporal “tiende” a mantenerse relativamente constante, en HOMEOSTASIS, dentro de un
cierto rango y, para lograrlo, debe usar cierta cantidad de energía.
Los sistemas biológicos también tienden a mantenerse constantes, para ello
incorporan energía que invertirán en su funcionamiento.
HOMEOSTASIS: La propiedad de un sistema, que regula su ambiente interno
tendiendo a mantener una condición relativamente estable y constante.
¿Qué mecanismo usan los sistemas biológicos para mantener la homeostasis?:
el Feedback negativo, mecanismo que ya fue estudiado por ustedes en segundo medio
en la unidad sobre hormonas.
FEEDBACK NEGATIVO: Los sistemas de retroalimentación negativa incluyen
una secuencia de eventos que causarán un efecto que está en la dirección opuesta al
estímulo original y por lo tanto trae el sistema de nuevo a su posición de equilibrio.
Actividad 2
A. Determina, para cada uno de los siguientes sistemas, si son abiertos, aislados
o cerrados. Escribe dentro del círculo el tipo de sistema que representa cada
imagen.

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B. Define: Usando tus propias palabras y basándote en las 3 imágenes de la página
anterior, da una definición de:
Sistema abierto:
Sistema cerrado:
Sistema aislado:
C. Determina ¿qué tipo de mecanismo es usado en la naturaleza para controlar la
relación simbiótica tipo presa-predador ilustrada en la imagen siguiente? Da la
respuesta a esta pregunta completando el texto que está escrito bajo la imagen.
La interacción de estas dos especies es activa y cíclica. Cuando el número de
individuos de la población de linces sube, el número de individuos de la población de
liebres rápidamente _______________, tal como se ilustra en el gráfico. Pero al
poco tiempo la cantidad de linces vuelve a disminuir.
Esto es un típico caso de un control homeostático que se da en la naturaleza del
autocontrol del número de individuos que componen las poblaciones interactuantes.
Por lo tanto, las relaciones entre la presa y el predador usualmente son controladas
por un mecanismo de:_______________________________, donde un aumento
en el número de presas causa______________________
___________________________ y si disminuye el número de presas _____
___________________________________________________________________.

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Una vez que los nutrientes han sido
absorbidos, se transporta en la sangre
para entrar a las células de todo el
cuerpo (flechas sólidas). Los desechos
(flecha discontinua) se mueven desde
las células hacia la sangre, son
transportados por ésta y eliminados.
¿Qué tipo de sistemas somos los seres vivos?
Los sistemas de órganos del cuerpo trabajan juntos para mantener la
homeostasis
Los sistemas de órganos trabajan juntos con el objeto de mantener el ambiente necesario para el
funcionamiento de las células del cuerpo. Un ambiente interno dentro de un cierto rango permite que un
organismo mantenga una cierta independencia de su ambiente externo, permitiéndole vivir en el interior
de dicho ambiente aunque este cambie. El siguiente ejemplo simplificado ilustra cómo interactúan los
sistemas de órganos para intercambiar materiales entre sí, manteniendo un ambiente interno casi
constante.
Actividad 3
1. a. Deduce: Basado en la imagen que ilustra los sistemas metabólicos de Sus scrofa domesticus
(cerdo) deduce qué tipo de sistema es un ser vivo. __________________________
1. b. ¿Intercambia materia con el entorno? ¿Cómo? __________________________________
_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Los alimentos aportan la
energía y los nutrientes
necesarios para entregar
energía a todos los
sistemas del cuerpo.
Laorinaesproducidapor
losriñones(sistema
urinario).Contienelos
productosresidualesdel
metabolismo, enparticular
losdesechosnitrogenados
ylosionesqueestánen
exceso.
Una vez que el alimento ha sido
digerido en el sistema digestivo,
pasa a la sangre mediante la
absorción intestinal.
El sistema digestivo es responsable de
la digestión (descomposición) y de la
absorción de los alimentos. En última
instancia, proporciona todos los
nutrientes requeridos por todos los
sistemas del cuerpo.
LaMateriadigestivano
absorbida expulsada
desde elsistema digestivo
comoheces.
El sistema urinario tiene
varias funciones incluyendo
la eliminación de productos
nitrogenados y otros
productos de desecho del
cuerpo, regula el equilibrio
iónico y controla el volumen
y la presión de la sangre.
El sistema circulatorio
distribuye gases, nutrientes
y otras sustancias (por
ejemplo, hormonas)
alrededor del cuerpo en la
sangre.

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1. c. ¿Intercambia energía con el ambiente? ¿Cómo? ____________________________________________
___________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
____________________________
2. ¿Por qué es importante que los sistemas del cuerpo mantengan las constantes fisiológicas (Tº, pH
sanguíneo, glicemia, volemia) dentro de un cierto rango? _______________________________________
______________________________________________________________________________________
______________________________________________________
3. ¿Por qué es importante que el encéfalo asigne prioridad a los estímulos entrantes?
_____________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________
________________________________________________________
4. Usando un ejemplo, explica brevemente por qué la homeostasis suele implicar más de un
sistema corporal:______________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________
______________________________________________________
5. ¿Cuáles subsistemas, entre otros no mostrados en la imagen de la página anterior, están
operando en el cuerpo de Sus scrofa domesticus para mantener la homeostasis?
___________________________________________________________________________________
_____________________________________________
6. ¿Cuáles dos subsistemas coordinan e integran las respuestas adaptativas del organismo
frente a cambios que modifican su homeostasis?
______________________________________________________________________________
__________________________________________________
7. a. ¿Es un sistema una planta? b. ¿Y un cloroplasto? c. ¿Qué está intercambiando la planta y el
cloroplasto con su entorno?.
a) ________________________________
b) ________________________________
c) ________________________________
________________________________
________________________________
________________________________
________________________________

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La célula como sistema y sus subsistemas
organelos.
Actividad 4
1. a. De acuerdo con el modelo ilustrado a continuación ¿qué tipo de sistema
es una célula eucariota? ¿Y una procariota?______________
b. Fundamenta: ____________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
________________________________________________________
Las membranas Celulares como subsistemas
Las membranas celulares protegen y organizan a las células. A
diferencia de los procariotas, las células eucariotas también poseen
membranas internas que encierran a sus organelos y controlan el
intercambio de componentes celulares esenciales. Ambos tipos de
membranas tienen una estructura especializada que facilita la función de
“control del acceso (nutrientes) y salida de materiales (desechos)”.
Las membranas celulares sirven como barreras y guardias o
porteros. Son semipermeables, lo que significa que algunas moléculas
pueden difundir a través de la bicapa lipídica, pero otras no. Pequeñas
moléculas hidrófobas y gases como el oxígeno y el dióxido de carbono cruzan
las membranas rápidamente. Las pequeñas moléculas polares, como el agua
y el etanol, también pueden pasar a través de las membranas, pero lo hacen
más lentamente. Por otra parte, las membranas celulares restringen la
difusión de moléculas iónicas, porque poseen carga, y de moléculas grandes,
tales como azúcares y aminoácidos. El paso de estas moléculas ocurre a
través de proteínas de transporte específicas incrustadas en la membrana
(dibujadas de color rosado, púrpura y celeste en el dibujo “la célula, con
énfasis en la MEMBRANA”, página siguiente). El funcionamiento correcto de
las proteínas de membrana es fundamental para el trabajo celular bajo
condiciones de homeostasis.

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Figura: Transporte Selectivo. Proteínas especializadas en la
membrana celular regulan la concentración de moléculas especificas
en el interior de la célula para mantener la homeostasis.
Si una persona posee un tipo de esas nanométricas proteínas
embebidas en las membranas celulares con diferencias estructurales respecto
a las proteínas normales, que le impidan su funcionamiento normal, podría
causar a esa persona una pérdida de su homeostasis, lo que conduciría a una
enfermedad. Un ejemplo bastante conocido y estudiado por la comunidad
científica es el relacionado con el Canal de cloro de las personas que sufren
de fibrosis cística, quienes tienen mutado el gen CFTR presente en el brazo
largo del cromosoma autosómico Nº 7. El gen CFTR codifica para una proteína
canal presente en la membrana plasmática de las células.
Revise y estudie las dos figuras de la página siguiente para
responder las preguntas que se le plantearán más adelante.

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Figura: Canal de cloro en células pulmonares de un humano sin
fibrosis cística (izquierda) y de un humano con fibrosis cística
(derecha). Note la forma diferente de ambas proteínas, debido a la
mutación del gen CFTR. La mutación más frecuente que se presenta en estos
pacientes, es la deleción de tres nucleótidos, que tiene como resultado la
pérdida de una fenilalanina (amino ácido) en la posición 508 de la
glicoproteína codificada por el gen CFTR.

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Actividad 5
1. La Fibrosis cística es una enfermedad hereditaria, autosómica recesiva. ¿Cómo se
transmite la FC de dos padres sanos a sus hijos?
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_______________________________________________________________________
2. ¿Qué tipo de canales iónicos tienen afectados las personas enfermas de fibrosis
cística? ______________________________
3. Si la membrana plasmática está severamente dañada, las sustancias difunden
libremente hacia adentro y hacia afuera de la célula. ¿Qué tipo de desequilibrio
homeostático, a nivel de gradientes de concentración, como el del Sodio y el Potasio, le
puede ocurrir a una persona cuando la membrana plasmática en las células de amplias
áreas de tejido queda severamente dañada debido a graves quemaduras.
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_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
4. Pueden administrarse soluciones intravenosas de distintas tonicidades (isotónicas,
hipotónicas o hipertónicas) a pacientes que sufren diferentes dolencias
a) Las Soluciones isotónicas se administran más comúnmente cuando la volemia
necesita ser rápidamente aumentada. Dé un ejemplo en donde se requiera que a
una persona se le deba administrar una solución isotónica para regular su
homeostasis hidrosalina.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
b) ¿Qué tipo de solución podría ser administrada por un profesional de la salud a
pacientes con cuadros edematosos generalizados para que el agua vuelva a la
sangre desde el medio intersticial y eliminar el exceso de agua mediante diuresis?
_________________________________________________________________
c) ¿Qué problema grave a nivel de los eritrocitos y leucocitos podrían tener un
paciente si se le administrara vía endovenosa una solución hipotónica?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5. El GLICOCÁLIX son carbohidratos que sobresalen de la superficie celular. Algunos
de estos azúcares están unidos a lípidos (glicolípidos) y otros a proteínas
(glicoproteínas). Cada tipo de célula tiene diferentes patrones de este "revestimiento de
azúcar". Funciona como marcadores biológicos específicos para el reconocimiento
célula-célula. Permite que el sistema inmunológico reconozca lo "propio" de lo "extraño"
En una célula que se está volviendo cancerosa ocurren cambios definidos en su glicocálix
En realidad, el glicocálix de una célula cancerosa puede cambiar casi continuamente, lo
que le permite mantenerse por delante de los mecanismos de reconocimiento del sistema
inmunológico. ¿Qué tipo de desequilibrio homeostático, relacionado con la probabilidad
de destrucción de las células cancerosas por células del sistema inmune, podría presentar
una persona con cáncer si el glicocálix de sus células cancerosas cambia con demasiada
rapidez?
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________

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Fig. Modelos que representan los
principales tipos de transporte que la
célula realiza a través de la membrana
plasmática para mantener la
HOMEOSTASIS

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Actividad 6
Basándote en el modelo de la página anterior y en el gráfico del inicio de
esta página responde las siguientes preguntas
1. Explica cómo la célula puede mantener la diferencia en la concentración
de iones entre los fluidos intracelular y extracelular (intersticial), los
cuales están separados mediante la membrana plasmática.
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_________________________________________________________________________
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2. Una célula excitable como una neurona necesita, para poder transportar
un mensaje nervioso, que en su estado de reposo mantenga una
diferencia de concentración de los iones de sodio (Na+) y potasio (K+)
entre los medios intracelular y extracelular. ¿Cuál proteína de membrana
operará en el axón de una neurona para mantener ese desequilibrio
iónico?
__________________________________________________________
3. A pesar de que los valores normales para ciertas variables fisiológicas
dependen de factores tales como la edad, el sexo, entre otros, todos

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ellos oscilan dentro de ciertos rangos, por lo que no presentan un valor
fijo. Por ejemplo, los valores normales de glicemia para un adulto sano
oscilan entre 70 y 100 mg/dL, aproximadamente. ¿Cuál tipo de
transporte celular tiene importancia en los enterocitos del intestino
delgado para mantener la glicemia en homeostasis?
__________________________________________________________
4. Una mutación de un gen presente en el Autosoma 7 codifica para una
proteína que, mediante difusión facilitada, mueve cloro hacia el fluido
extracelular. Esta proteína__________ puede resultar en muchos casos
en un cuadro de fibrosis cística.
A)de reconocimiento
B)transportadora
C)enzimática
D)bomba
E)canal
5. ¿Cuáles de los siguientes mecanismos de transporte NO transporta
moléculas de manera activa a través de la membrana plasmática?
(Pista: son 3)
A) Difusión simple
B) Transporte activo
C) Bomba sodio-potasio
D) Difusión facilitada
E) Osmosis
6. La (el)________ es el movimiento neto de un tipo de molécula pequeña,
polar y lipo-insoluble, desde una región de mayor concentración hacia
una región de menor concentración.
A) Osmosis
B) Difusión facilitada
C) Transporte activo
D) Difusión simple
E) Cotransporte
7. La homeostasis intracelular de O2 y CO2 (moléculas pequeñas, apolares y
liposolubles) es mantenida mediante:
A) Osmosis
B) Difusión facilitada
C) Transporte activo
D) Difusión simple
E) Cotransporte

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8. En coherencia con su función de canal hídrico, el ojo, el riñón, el pulmón,
el tracto gastrointestinal o las glándulas secretoras, órganos que se
caracterizan por un alto trasiego de agua, presentan en sus células
varias proteínas de tipo ______________ para mantener la
homeostasis.
A) Osmosis
B) Bombas
C) Acuaporinas
D) Transportadoras
E) Canales
9. Investigue al menos una tres mutaciones en genes que codifiquen para
acuaporinas. En su trabajo indague:
a) gen afectado.
b) Tipo de acuaporina afectada( AQP0, AQP!, AQP2, etc)
c) Cómo afecta la mutación a la homeostasis del organismo afectado.
(Bibliografía; Aquaporinas: los canales de agua celulares. Investigación y
ciencia, 2006) http://www.investigacionyciencia.es/files/5516.pdf (No
escriba más allá de esta página ni copie la respuesta).
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