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parte i ms natural de la provincia de virú departamento de la libertad realizó sus estudios primarios en la escuela n° 80070 hoy perpetuo socorro mientras que sus estudios secundarios en el colegio nacional mixto virú continuó estudios superiores en el instituto superior pedagógico público indoamérica de trujillo obteniendo el título de profesor de biología y química después continuó sus estudios en la facultad de educacción y ciencias de la comunicación de la universidad nacional de trujillo obteniendo el grado de bachiller en educación y luego la licenciatura en educación secundaria mención ciencias naturales física químicay biología realizó estudios de maestría en la escuela de postgrado de la universidad nacional de trujillo perú obteniendo el grado de maestro en pedagogía universitaria actualmente ejerce la docencia en la institución educativa politécnico alejandro taboada de talara piura en el Área de ciencia tecnología y ambiente y con más de 15 años al servicio de la educación como experiencia profesional roger javier cruz sotero

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biologÍa ciencia de la vida parte i 1° ediciÓn ms roger javier cruz sotero

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titulo de la obra biologÍa ciencia de la vida parte i © roger javier cruz sotero autor y editor © producido por roger javier cruz sotero direcciÓn mz f lt 3 urbanización los laureles trujillo telf 044-201691 cel 044948359952 e-mail rjcrs@hotmail.com impresión producción en perú hecho por computadora dr ulises calderon infantes asesor primera edición en español copyright © may 2006 tiraje 500 ejemplares hecho el depósito legal en la biblioteca nacional del perú reg n° 2009-09875 isbn hecho el depósito legal en la dirección de derechos de autor de indecopi y amparado a la ley nº 14714 y al código penal vigente artículo 221 prohibida la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier método de publicación y/o almacenamiento de información tanto del texto como de logotipos y/o ilustraciones sin autorización escrita del autor y editor caso omiso se procederá a denunciar al infractor a la indecopi de acuerdo a las ley nº 13714 y al artículo nº 221 del código penal vigente prohibida la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento comprendidos la reprografía y los métodos de publicación y/o almacenamiento de información y la distribución de ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo público tanto del texto como de logotipos y/o ilustraciones sin autorización escrita del autor y editor.

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biologÍa ciencia de la vida parte i 1° ediciÓn dedicatoria a dios por darme la vida y las fuerzas sin las cuales sería imposible llegar a cumplir mis metas con amor y gratitud a mi madre virginia por su nobleza paciencia y tesón y a mi padre leoncio en la gloria con mucho cariño a mis hermanos y sobrinos y a mi novia luz angélica por ser mi constante estímulo y apoyo

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presentaciÓn para la mayoría de los estudiantes el conocimiento inicial eficiente y eficaz de conceptos básicos tales como las estructuras químicas biomoleculares y de los organismos unicelulares y multicelulares así mismo las estrategias de aprendizaje que el estudiante se debe de apoyar para comprender la compleja organización y fisiología de los seres vivos suele ser importante debido a la trascendencia que un aprendizaje gradual y lógico supondrá la base para la edificación de una carrera profesional en alguna institución de educación superior universidad institutos superiores entre otros potenciando y desarrollando sus capacidades y actitudes y sobre todo si se sumerge con decisión en el campo de la ciencia y la tecnología que le permita contemplar e interpretar la realidad socio-natural de los estudiantes por esta causa fundamental la mayoría de los currícula incluyen-tanto en la educación básica como en la superior áreas curriculares y/o asignaturas de carácter obligatorio tales como ciencia y ambiente y ciencia tecnología y ambiente en la educación básica y fundamentos de la biología introducción de la biología o biología general en la superior el objetivo fundamental de este texto es servir como material de lectura de estudio y enseñar a los alumnos los conceptos fundamentales de la composición y transformación química así como la organización y fisiología de los seres vivos que les permita adquirir una orientación vocacional específica básica y fundamental por las ciencias de la naturaleza y que les garantice afrontar con éxito sus estudios básicos e intermedios y por ende a su formación profesional esta obra está dirigida para alumnos de los niveles básico e intermedio le sirva como un material didáctico de apoyo complementario a su formación integral y le ayude a descubrir su vocación por el campo científico y tecnológico requiere como fundamento un conocimiento inicial del mundo biológico así mismo sirva de guía para el trabajo docente quien lo diversificará de acuerdo a su experiencia profesional y a la realidad de la institución educativa donde labora en este texto se hace hincapié a los conceptos amplios aplicables a todos los seres vivientes los detalles concernientes a la diversidad de procesos estructuras y organización están relacionados a los principios unificadores y a las características de todo lo viviente los conceptos básicos se repiten en diferentes puntos y en grados variables de profundidad por tanto el estudiante construye su aprendizaje sobre las bases de ideas previamente dominadas la obra se ha preparado con el fin que cumpla con los objetivos y requerimientos mínimos de la enseñanza de la biología en secundaria en el nivel preuniversitario y porqué no en las asignaturas generales de la biología en la universidades del país el contenido se presenta en forma lógica ­ desde los niveles más sencillos de la organización biológica hasta los más complejos sin embargo la presentación es lo suficiente flexible de manera que los capítulos puedan ser estudiados en diferentes secuencias el formato de los contenidos del texto sigue las directrices fundamentales de las áreas curriculares y/o asignaturas básicas de los planes de nuestro país cada capítulo se inicia con el enunciado de los principales objetivos del mismo se presenta los principios biológicos básicos por medio del empleo de ejemplos que ilustran mejor en el desarrollo de los conceptos y la teoría se ha incrementado con ilustraciones prácticas con diagramas croquis y fotografías que facilitan visualizar los fenómenos en estudios y relaciona el estudiante ­

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como sistema viviente con el tema en estudio al final se formula un cuestionario de preguntas y una autoevaluación para que valore el estudiante su comprensión y con el fin de complementar comprobar y medir su aprendizaje de una cuestión teórica o para aclarar algún tema al final de la obra se incluye un glosario que contiene las definiciones completas de los principales términos científicos contenidos en el texto se ha estructurado en once capítulos con una organización similar en todos ellos la obra se inicia con la presentación de los principios y conceptos importantes que tiene la ciencia y se desarrollan en base a las pruebas experimentales que le dan apoyo siempre que sea posible es así como el estudiante comprende y puede apreciar la forma en que se produce el conocimiento científico el texto da importancia a las interrelaciones y a las diferencias entre los hechos las observaciones y la experimentación se presentan los principios necesarios de química para explicar y comprender los procesos bioquímicos en la materia viviente carbohidratos lípidos proteínas ácidos nucleicos y enzimas después la estructura y funciones de la célula luego se explora acerca del flujo de energía a nivel celular finalmente la reproducción que es un proceso básico se analiza en términos de procesos mecanismos y tipos así mismo la organización histológica nos inmersa al mundo de los tejidos tanto de los animales como de los vegetales vaya mi agradecimiento a todas las personas que contribuyeron de una u otra manera a crear y producir este texto que sería imposible dar los nombres de todos sin embargo expreso mi sincero agradecimiento a mi señora madre por su invalorable apoyo en la consecución del mismo y a la memoria de mi señor padre que cada día me guía en este difícil caminar asimismo mi agradecimiento y reconocimiento a mis colegas por sus útiles análisis y sugerencias y a mis alumnos del politécnico alejandro taboada de la provincia de talara por su perseverancia en el estudio y su espíritu de superación ms roger javier cruz sotero.

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tabla de contenidos cap 1 1 visión histórica de la biología 2 biología concepto división e importancia 3 la ciencia y el método científico 4 microscopía 5 materiales de laboratorio la biologÍa y la investigaciÓn cientÍfica pag 10 cap 2 quÍmica de la materia viva materia viviente bioelementos y biomolÉculas 1 materia viviente concepto y características 2 niveles de organización de la materia viva 3 niveles morfológicos de organización 1 bioelementos organógenos secundarios y microconstituyentes 2 biomoléculas inorgánicas y orgánicas biomoleculas inorganicas 1 el agua estructura propiedades y funciones biológicas del agua 2 las sales minerales funciones y principales iones minerales pag 23 pag 23 pag 27 pag 28 cap 3 biomoleculas organicas pag 31 glÚcidos 1 sinonimia definiciones fórmula global estado natural funciones características y clasificación 2 osas o monosacáridos características y clasificación 3 pentosas ribosa y desoxirribosa 4 hexosas glucosa fructosa galactosa y manosa 5 disacáridos sacarosa lactosa maltosa isomaltosa celobiosa 6 polisacáridos características y clasificación 7 celulosa quitina y maná 8 almidón y glucógeno otros cap 4 biomoleculas organicas pag 39 lipidos 1 características y estructura 2 funciones biológicas 3 clasificación de los lípidos cap 5 biomoleculas organicas proteÍnas y enzimas proteÍnas 1 características y propiedades 2 funciones de las proteínas 3 aminoácidos características y clases 4 péptidos enlaces y polipéptidos 5 estructura de las proteínas primaria terciaria cuaternaria y quinaria 6 clasificación de las proteínas enzimas 1 características propiedades funciones y estructura de las enzimas 2 energía de activación 3 modo de acción y modelos de acción enzimática 4 nomenclatura 5 clase de enzimas 6 factores que influyen sobre las enzimas pag 44 pag 44 pag 55 cap 6 biomoleculas organicas acidos nucleicos 1 estructura nucleósidos nucleótidos polinucleotidos clasificación 2 Ácido ribonucleico características estructura clases y funciones 3 Ácido desoxirribonucleico características estructura 4 modelo de la molécula del dna funciones comparación entre rna y dna 1 teoría celular morfología externa 3 estructura de la célula animal 5 funciones de la membrana celular 7 citoplasma orgánulos citoplasmáticos 9 estructura de la célula vegetal pag 58 cap 7 la celula 2 células procariontes y células eucariontes 4 membrana celular matriz extracelular 6 transporte activo y pasivo 8 núcleo celular partes y funciones 10 funciones de la célula pag 69

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cap 8 energia para la vida 1 molécula energética por excelencia atp 2 metabolismo celular concepto y fases 3 producción de atp respiración celular glucólisis respiración celular fermentación 4 atrapamiento de energía fotosíntesis concepto y elementos fase luminosa fase oscura 1 formas de división celular asexual y sexual 2 división celular de las procariotas 3 ciclo celular de las eucariotas 4 mitosis características cromosomas fases de la mitosis 5 meiosis características meiosis i meiosis ii consecuencia genética de la meiosis 6 gametogénesis espermatogenesis ovogénesis a epitelial 1 de revestimiento simple y estratificado pavimentoso cúbico cilíndrico de transición y seudoestratificado 2 glandular exocrinas endocrinas b conjuntivo 1 conectivo típico laxo denso 2 conectivo especializado adiposo cartilaginoso hialino fibroso elástico Óseo compacto esponjoso 3 sanguíneo c muscular fibra lisa fibra estriada fibra cardiaca d nervioso neuronas y glías tejidos meristemáticos meristemas primarios y meristemas secundarios tejidos adultos 1 tejidos fundamentales 2 parénquimas clorofiliano de reserva acuífero aerífero tejidos mecánico colénquima esclerénquima tejidos dérmicos epidérmicos epidermis y súber y secretores tejidos vasculares o de conducción xilema y floema células y fibras pag 98 cap 9 reproducciÓn celular pág 113 cap 10 tejidos animales pag 126 cap 11 tejidos vegetales pág 141 apÉndice 1 glosario 2 bibliografÍa 3 enlaces pag 166 pag 173 pag 174

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biologÍa parte i la biologÍa y la investigaciÓn cientÍfica la biologÍa y la investigaciÓn 1 cientÍfica 1 reconocer el aporte dejado por los científicos al conocimiento biológico 2 comprender y valorar la importancia de la biología en el estudio de la materia viva 3 aplicar los conocimientos sobre cada una de las fases del método científico en la solución de problemas y fenómenos naturales 4 diferenciar e identificar las partes del microscopio compuesto y del microscopio electrónico 5 identificar y diferenciar los materiales e instrumentos de uso más común en el laboratorio 1 visión histórica de la biología 2 biología concepto división e importancia 3 la ciencia y el método científico 4 microscopía 5 materiales de laboratorio 9

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biologÍa parte i la biologÍa y la investigaciÓn cientÍfica biologÍa ciencia de la vida visiÓn histÓrica de la biologÍa entre los estudiosos que destacan sobre los conocimientos biológicos podemos citar a los siguientes edad antigua griegos durante la civilización griega podemos mencionar a los siguientes sabios naturalistas heráclito 576-480 a.c fue el primero en sustentar que el cerebro era el centro de la actividad mental hipócrates 460-376 a.c fundador de la medicina científica asoció la ética con la profesión es considerado el padre de la medicina platón manifestó que el organismo se rige por tres clases de espírituaire localizados en el cerebro en el corazón y en el hígado al que denominaron el trípode de platón aristóteles 384-322 a.c fue el primer gran organizador del conocimiento biológico realizando trabajos sistemáticos considerado como el padre de la biología porque fue el primero en realizar trabajos en biología también es considerado como el padre de la zoología porque clasificó a los animales en 2 grupos en animales con sangre y animales sin sangre agrupándolos además por su fig n° 01 aristóteles semejanza y su parentesco también realizó estudios en anatomía comparada estableciendo su teoría de la correlación entre los órganos teofrasto 372-287 a.c es considerado como el padre de la botánica porque clasificó a las plantas en árboles arbustos subarbustos y en hierbas claudio galeno 129-199 a.c célebre médico griego fue el primero en emplear el método experimental en sus estudios con animales como monos y cerdos clasificó a los huesos y articulaciones fue el fundador de la fisiología experimental romanos dioscórides realizó estudios sobre venenos y medicamentos producidos por las plantas edad media conocida como la Época del oscurantismo porque no se registraron significativos progresos científicos también conocido como el periodo del renacimiento xvi andres vesalio 1514-1564 nacido en bruselas escribió el primer tratado científico sobre anatomía humana demostró los errores de galeno fabricius 1537-1619 realizó investigaciones sobre disección y estudió la fisiología de las venas observando por primera vez las válvulas que aseguran la circulación de la sangre en un sentido miguel servet 1509 1553 descubrió la circulación pulmonar william harvey 1578-1657 descubrió la circulación aórtica marcelo malpighi 1628-1694 con la ayuda del microscopio observó los capilares sanguíneos completando así los conocimientos sobre la circulación de la sangre también observó la estructura de la piel en los siglos xvii ­ xviii ­ xix nehemish grew 1641-1712 medico ingles que estudió la estructura de la planta antonio van leeuwenhoeck 1631-1723 fue el primer en observar a los organismos unicelulares o microorganismos con una lupa robert hooke 1635-1703 uno de los primeros científicos en usar el microscopio para examinar agua de charcos corchos y otras cosas examinó al microscopio numerosas cavidades o celdillas en las fig.n° 02 carlos linneo láminas del corcho que él llamó células espacios dejados por la muerte de numerosas células carlos linneo 1707-1778 organiza y sistematiza la división de las plantas estableciendo grupos taxonómicos y los nombres científicos de las especies género y especie karl e von baer 1792-1876 considerado el padre de la embriología por sus estudios en los embriones de los animales juan bautista de lamarck 1744-1832 por primera vez propone una teoría sobre la evolución junto con treviranus creó el término de biologÍa fig n° 03 carlos darwin jorge curier 1769-1832 creador de la anatomia comparada y de la paleontología robert brown 1773-1858 describe el núcleo de las células y establece que todos los vegetales y animales están formados por celulas carlos darwin 1809 1882 sus trabajos culmina con su obra la teoría de la evolución de las especies basándose en la selección natural gregorio mendel 1822-1884 realizó experiencia sobre genética y herencia biológica louis pasteur 1822-1895 considerado como el padre de la microbiología porque preparó vacunas contra la rabia y la viruela robert koch 1843-1910 realizó estudios sobre las bacterias bacteriología descubre los agentes causantes de la tuberculosis cólera y el carbunco en el siglo xx hugo de vries en 1901 establece su teoría de las mutaciones iwanoski y beijerink a comienzo del siglo descubre los virus 10

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biologÍa parte i la biologÍa y la investigaciÓn cientÍfica boveri morgan y otros realizaron magníficos trabajos sobre genética hopkins funk y mccollum completan el desarrollo de las vitaminas y establecen su importancia en la nutrición boysen-jensen y went descubren las auxinas sustancias que provocan el crecimiento de las plantas watson y crick en 1930 descubre la estructura de la molécula del Ácido desoxirribunucleico sanger en 1953 determina la estructura de una molécula de proteína la hormona insulina khorama en 1970 preparó un gene a partir de sustancias químicas en el laboratorio premio nóbel de medicina en estas últimas décadas nuevos estudios y descubrimientos se realizaron sobre la estructura y reacciones moleculares que forman las bases de los fenómenos biológicos esta faceta a recibido el nombre de biologÍa molecular biologÍa etimolÓgicamente biología deriva de dos voces griegas bio vida logos estudio tratado significa literalmente estudio de la vida de los seres el término de biología fue introducido en alemania en 1800 y popularizado por el naturalista francés jean baptiste de lamarck concepto la biología es la ciencia que estudia la composición química la forma las funciones la estructura el origen su distribución en la tierra sus hábitos su desarrollo y las interrelaciones entre los seres vivos con el medio que lo rodea también estudia los detalles íntimos del cerebro la composición de los genes y el funcionamiento del sistema reproductivo y engloba un amplio campo que partiendo desde la pequeña escala de los mecanismos químicos moleculares de nuestra maquinaria celular llega hasta la gran escala de los conceptos de ecosistemas y cambios climáticos globales divisiÓn de la biologÍa para un mejor estudio de la biología ésta se ha dividido en dos grandes grupos por su especialidad y por su organismo por su especialidad a morfologÍa estudia la forma externa y estructura interna de los seres vivos la morfología interna comprende anatomía estudia la estructura a nivel de los órganos de los seres vivos histología estudia la estructura a nivel de los tejidos citología estudia la estructura celular b fisiologÍa estudia las funciones vitales de la célula de los tejidos de los órganos y de los sistemas c bioquÍmica estudia la composición química de los organismos y los cambios químicos que en ellos se producen d biogenia establece el origen y la evolución de los seres vivos en el tiempo y el espacio comprende ontogenis o embriología estudia el desarrollo del individuo desde su formación huevo o cigoto hasta su perfección o desarrollo completo filogenis estudia el origen y evolución de las especies en el tiempo genética estudia los fenómenos de la herencia biológica y las leyes que la rigen e biotaxia comprende taxonomía ordena y clasifica los seres vivos de acuerdo a sus semejantes y diferencias biogeografía distribuye los seres vivos sobre la tierra paleontología estudia los restos fósiles de animales y vegetales ecología estudia las interrelaciones entre los seres vivos y también éstos con su medio ambiente en que se desenvuelven por su organismo la biología cuando se ocupa especialmente de cada grupo de seres vivos se divide en a zoologÍa estudia a los animales comprende protozoología estudia a los animales unicelulares entomología se ocupa de los insectos ictiología se ocupa de los peces ornitología estudia a las aves b botÁnica estudia a los vegetales comprende criptógamas estudia a las plantas sin semillas fanerógamas estudia a las plantas con semillas c microbiologia estudia las formas microscópicas de la vida bacteriología estudia a las bacterias micología estudia a los hongos virología estudia a los virus d antropologÍa estudia las características del hombre ciencias auxiliares de la biologÍa los seres vivos para ser comprendidos y explicados necesitan obligatoriamente de otras ciencias tales como 1 quÍmica estudia la composición se sustancias químicas del ser vivo y sus cambios que sufren 2 fÍsica estudia el estado físico la presión la gravedad la temperatura y otros fenómenos de la materia viva 3 matemÁtica resuelve y explica con números los problemas estadísticos de movimientos de crecimiento la muerte las leyes 4 geologÍa para investigar la evolución de las especies ya que los restos se encuentran en los estratos terrestres 5 geografia se ocupa de la distribución de las plantas y los animales en la tierra 11

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biologÍa parte i la biologÍa y la investigaciÓn cientÍfica 6 zootecnia se ocupa de las condiciones favorables que permiten el mejor desarrollo de los animales y las plantas 7 medicina cuando se ocupa de las enfermedades y la prevención en los organismos vivos importancia de la biologÍa el estudio de la biología tiene una gran importancia en el desarrollo de la ciencia porque contribuyó en muchos aspectos relacionados con la vida de los seres podemos mencionar algunos de ellos se ha completado entre otros el mapeo del genoma de una planta y del genoma humano es decir la secuenciación del mensaje de adn que determina mucha de las capacidades innatas y la predisposición a determinadas enfermedades o a ciertas formas de comportamiento es ya motivo de controversia la postura que la totalidad de la información del genoma humano debería ser de dominio público ya miramos mas allá del genoma humano y buscamos el genoma que no se ve y el genoma ya está en un genechip,etc los métodos de amplificación génica por medio de la pcr posibilitaron en gran parte este mapeo contribuyendo al notable desarrollo de las técnicas forenses entre ellas las de filiación la clonación es noticia diaria dolly ya murió tan joven o ¿tan vieja hoy se habla de adn medicamento y de terapia génica y si bien en la mayor parte de los casos se esta lejos de poder actuar y mejorar el estado de los enfermos y se aprende por la vía dura que la cosa no es tan fácil la genética ya ha irrumpido en nuestras vidas o tenemos hoy que decir con mayor precisión en la vida de los habitantes del primer mundo con la farmacogenética y los nuevos métodos de detección precoz que lleva a niveles impensados anteriormente la noción de predisposición genética a tal o cual enfermedad siendo paradigmático de este tipo de nuevos diagnósticos el del cáncer de mama y si bien esto no sería conflictivo se ha llevado este tipo de diagnóstico a nivel de las primeras etapas del desarrollo humano in vitro y posibilitado por ejemplo la selección de un hijo a medida para la cura de un hermano si esto no fuera suficiente para la polémica la obtención de células madres totipotentes capaces de futuros milagros terapéuticos a partir de una fase muy precoz del desarrollo de embriones humanos clonados o fecundados in vitro da pié a un debate que implica la revisión de nuestros conceptos y leyes sobre bioética virus de la gripe ~1.800 mycoplasma genitalium ~500 nÚmero de genes escherichia coli ~4.000 drosophila melanogaster ~13.000 caenorhabitis elegans ~18.000 arabidopsis thaliana ~25.500 nÚmero de genes oriza homo sativa sapiens 30.000 o ~50.000 ¿40.000 cuadro n° 01 número de genes de algunos seres vivos la ciencia y el mÉtodo cientÍfico la ciencia etimolÓgicamente la ciencia deriva del latín scientia que significa conocer concepto la ciencia es el conjunto de conocimientos o hechos ordenados racionales ciertos o probables obtenidos metódicamente verificados en su contrastación con la realidad y sistematizados sobre objetos o fenómenos que hacen referencia a una misma naturaleza cuyos contenidos son susceptibles de ser trasmitidos y que se han ido acumulando a lo largo de la historia de la humanidad 12

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biologÍa parte i la biologÍa y la investigaciÓn cientÍfica la ciencia es saber es la actividad de la inteligencia del hombre es lo que se adquiere a través del estudio la ciencia constituye un intento lógico objetivo y repetible de comprender las fuerzas y principios que operan en el universo la ciencia no es dogmática o por lo menos no debería serla y debe entenderse como un proceso que avanza probando y evaluando la ciencia es un proceso mental que busca explicaciones a los fenómenos empleando el método científico clasificaciÓn de las ciencias existen variadas clasificaciones en base a diversos criterios y según el contexto histórico social en que se formularon solamente tomaremos el propuesto por mario bunge formal abstracción lógica matemática física química biología geología ,etc historia economía psicología antropología pedagogía etc ciencia ciencias naturales factual experiencia ciencias sociales conocimiento concepto es la asimilación espiritual de la realidad indispensable para la actividad práctica en el proceso del cual se crea y/o elabora los conceptos y teorías esta asimilación refleja de manera creadora racional y activa los fenómenos las propiedades y las leyes del mundo objetivo y tiene una existencia real en forma de sistema lingüístico formas de conocimiento el conocimiento se estructura o se sistematiza en base a dos formas de actividades cognoscitivas a conocimiento empírico ­ espontáneo se obtiene a partir de la experiencia es decir de la actividad laboral del hombre y propicia la generación y la adquisición de nuevos conocimientos se caracteriza porque es imperfecto unilateral y espontáneo este conocimiento no permite entender las causas de los fenómenos que percibimos ni conocerlos en forma precisa y se expresa en indicaciones descriptivas utilizados en agricultura construcción navegación de terminación del tiempo y otros asuntos lo realizan un gran número de hombres b conocimiento científico se caracteriza por ser sistemático ordenado coherente y se expresa en un sistema conceptual es perfecto multilateral acabado racional y lógico busca las causas y efectos de los fenómenos mediante explicaciones racionales y objetivas para obtener conocimiento científico utiliza el método científico mediante el conocimiento científico se llega a generalizaciones se unifican resultados verificados y se explican los principios fundamentales de los fenómenos de la naturaleza caracterÍsticas del conocimiento cientÍfico las principales características del conocimiento científico son a objetivo porque se basa en la observación directa de los objetos o fenómenos se apoyan en una serie de pautas establecidas e implica que la verdad se obtiene independientemente de los intereses individuales del sujeto investigador b verificable porque se somete la prueba cada hipótesis c predicible porque permite predecir hechos futuros d confiable es la obtención de los mismos resultados siempre que se apliquen las mismas condiciones e falible ningún enunciado científico puede ser una verdad absoluta f autocorregible cada descubrimiento científico se revisa y se corrige constantemente g comunicabl.e es la trasmisión del conocimiento exige sistematización y orden investigaciÓn cientÍfica la investigación científica es un proceso formal sistemático racional e intencional en el que se llevan a cabo el m.c es un procedimiento reflexivo controlado y crítico que permite descubrir o interpretar nuevos hechos o fenómenos relaciones o leyes en cualquier campo del conocimiento en un momento histórico concreto ander egg la investigación científica se inicia con la formulación del problema y culmina relativamente cuando se ha resuelto dicho problema toda investigación científica incluida la biología se basa en un conjunto de suposiciones las cuales se basan en principios científicos causalidad natural todos los hechos pueden rastrearse hasta causas naturales que nosotros potencialmente tenemos la capacidad de analizar por ejemplo en la antigüedad se creía que la epilepsia era un castigo divino hoy día se sabe que es producida por la descarga eléctrica descontrolada de un grupo de neuronas 13

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biologÍa parte i la biologÍa y la investigaciÓn cientÍfica las leyes naturales son uniformes en el espacio y en el tiempo la uniformidad en el tiempo y el espacio es esencial para la biología ya que muchos hechos que estudia la biología han sucedido antes de que el hombre estuviera para observarlos existen personas que creen que los seres vivos fueron creados por un ser supremo teoría llamada creacionista como científicos no podemos no considerar esta teoría sin embargo esta doctrina de la creación divina es contraria a los principios de la causalidad natural como a la uniformidad en el tiempo metodo cientÍfico concepto es un procedimiento regular o cadena ordenada de pasos o acciones explícito y repetible que sirve para organizar y utilizar el conocimiento en la explicación de los hechos de la naturaleza sea material sea conceptual bunge ­ kuprian para considerar a un conocimiento como científico como la biología es necesario por así decirlo conocer las reglas del juego las cuales están compiladas en el llamado método científico fases del mÉtodo cientÍfico generalmente los autores y estudiosos del m.c incluyen las siguientes etapas planteamiento del problema consiste en descubrir y delimitar se define un determinado problema importante que se desea explicar luego sustentarlo procediendo a su explicación lógica mediante los datos empíricos concurrentes y una teoría que permita esclarecer y orientar su solución el científico debe realizar lo siguiente percibir el problema con los órganos de los sentidos realizar observaciones empíricas conscientes medir y comunicar definir con claridad el problema enunciar el problema formulación de la hipótesis es la solución probable o respuesta anticipada al problema planteado para lo cual enlaza la teoría con la realidad es una o más explicaciones o suposiciones de que ciertas causas son las que producen el fenómeno observado que trata de explicar el fenómeno observado orienta toda la investigación el científico debe realizar lo siguiente reunir información básica compara la información dar explicaciones posibles seleccionar la explicación mas probable formular una o mas hipótesis experimentación es la repetición cuidadosa y controlada del fenómeno con el fin de comprobar o rechazar la hipótesis proporcionando datos que se sometan al análisis para interpretarlos y haciendo uso de una serie de medios e instrumentos idóneos que garanticen llegar a resultados objetivos y válidos y formular determinadas conclusiones es decir son los intentos controlados de comprobar de una o más hipótesis el científico debe realizar lo siguiente diseñar el experimento disponer los equipos y materiales necesarios y suficientes montar y manipular los instrumentos de laboratorio observar medir controlar variables del experimento analizar e interpretar los datos obtenidos contrastar el estado inicial y el final del objeto estudiado y descubrir sus diferencias conclusión o generalización obtención de leyes teorías modelos ¿se avaló o no la hipótesis luego de esta etapa la hipótesis es modificada o rechazada lo que causa la repetición de las etapas anteriores es la hipótesis comprobada varias veces es la evaluación y contrastación de los datos registrados que permiten generalizar los hechos y establecer deducciones respecto al problema planteado con lo cual termina el proceso de investigación en algunos casos estas conclusiones puede ser una ley o una teoría ley es un enunciado que describe o explica una hipótesis comprobada que alcanza el grado de regularidad porque cumple ciertas exigencias teoría es la sistematización lógica y orgánica de hechos hipótesis generalizaciones y leyes mutuamente relacionadas que explican una determinada región de procesos y fenómenos de la realidad material su rol es unificador de los elementos del conocimiento científico el científico debe realizar lo siguiente contrastar y cuestionar la hipótesis aceptar o rechazar la hipótesis en los resultados del experimento expresar una ley o una teoría mediante un enunciado o una relación matemática algunos experimentos prueban que un factor único o variable es la causa de la observación única para que tenga validez científica un experimento debe descartar que otras variables sean la causa de la observación por esto al diseñar un experimento siempre se introducen experimentos control donde todas las variables permanecen constantes luego que una hipótesis ha sido repetidamente comprobada surge una nueva jerarquía de conocimiento la teoría por ej la teoría de la gran explosión big bang en la terminología científica la teoría es una hipótesis que ha sido apoyada por tantos casos que pocos científicos dudan de su validez una ley es el conocimiento de uno de los principios fundamentales de organización del universo p.ej las leyes de la termodinámica la ley de la gravedad de newton 14

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biologÍa parte i la biologÍa y la investigaciÓn cientÍfica procesos del mÉtodo cientÍfico son un conjunto de herramientas de orden manual e intelectual propias del quehacer científico estos están incluidos en cada una de las fases del m.científico estos son la observación la medición la comunicación la predicción la inferencia el control de variables etc observación es el contacto real y directo del hombre con el mundo externo a través de los órganos sensoriales que permite analizar minuciosamente un fenómeno por medio de los sentidos se recolectan y clasifican los datos que aportan al hecho se caracteriza por ser intencionada selectiva e interpretativa de la realidad mediante la cual se asimilan y explican los fenómenos perceptibles del mundo real de manera consciente y dirigida medición proporciona datos cuantitativos sobre los objetos o fenómenos con ayuda de algunos instrumentos y aparatos los cuales amplían la capacidad de los órganos de los sentidos los mas utilizados en biología son la lupa el microscopio la balanza la probeta y el termómetro etc la observación va acompañada de un registro ordenado de la información llamado recolección de datos comunicación es la expresión pública de los resultados de las investigaciones es el medio por el cual los científicos dan a conocer sus conclusiones a la humanidad y también entre ellos mismos aplicaciÓn del metodo cientÍfico experimento realizado por joseph priestley joseph priestley físico ingles comprobó experimentalmente que una planta y un animal ratón encerrados juntos en una campana de cristal podían sobrevivir pero se morían si se los separaban por falta de oxígeno lo mismo ocurría si dentro de otra campana de cristal se colocaba una vela encendida ésta se apagaba a cabo de un rato pero la vela seguía ardiendo en presencia de una planta verde fases de sus investigaciones planteamiento del problema planteó las siguientes interrogantes ¿porqué un animal y una planta colocados bajo una campana de cristal pueden vivir juntos durante más tiempo que separados ¿porqué una vela demora mas tiempo en apagarse bajo la campana si en ella hay también una planta acaso el aire viciado por los animales puede ser restaurado por las plantas observaciÓn haciendo uso de los órganos de los sentidos la vista y con ayuda de los medios auxiliares se hizo la observación ordenada de todos los cambios que sufre los organismos vivos dentro de la campana de cristal vidrio lo mismo observa los cambios que experimenta la vela luego se tomará los datos precisos para evitar falsas interpretaciones formulacion de la hipÓtesis planteó las siguientes predicciones creo que las plantas restauran el aire viciado por la respiración de los animales o por la combustión de la vela si existe un mecanismo restaurador del aire viciado la atmósfera se hará respirable para los animales si las plantas son esos mecanismos restauradores del aire viciado al colocar una planta verde bajo la campana de cristal el aire se hará nuevamente puro experimentaciÓn comprobaciÓn de la hipÓtesis colocó en una campana de cristal un ratón y en otra a una planta en maceta experimentado que en cada una de ellas los seres vivos se morían luego colocó en otra campana de cristal al ratón y a la planta observando que permanecían con vida ambos colocó en otra campana una vela encendida luego observó que ésta se apagó después de un corto tiempo luego colocó en otra campana ce cristal la vela encendida junto a una planta observando que la vela seguía encendida conclusiones después de haber realizado la experimentación varias veces llegó a las siguientes conclusiones la planta transformaba el aire viciado y exhalado por el animal en aire bueno respirable que permitía seguir viviendo es decir que la planta absorbe el co 2 exhalado por el animal y desprende oxígeno que es tomado por el animal para su respiración años mas tarde se comprobó que la experiencia de priestley dependía también de la luz y el tejido verde de la planta al introducir una planta junto a una vela la planta realiza la fotosíntesis absorbiendo el co 2 y desprendiendo oxígeno con la cual el aire queda nuevamente purificado y apto para que tanto la respiración como la combustión se realice 15

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