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Origen y Evolución de la Vida en la Tierra

Explorando el origen y evolución de la vida en la Tierra, este texto abarca desde el último antepasado universal común (LUCA) hasta la sofisticación de las células eucariotas. Se detalla la teoría de la endosimbiosis, las características comunes de los seres vivos, la diversidad celular y los procesos de metabolismo y reproducción. Además, se clasifican los organismos según su metabolismo y se describen las células procariotas y eucariotas, culminando en la jerarquía de la organización biológica que define la biosfera.

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1

Inicio de la vida en la Tierra

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Hace 3.5 a 4 mil millones de años, surgimiento de LUCA, inicio de la biodiversidad.

2

Hábitat de LUCA

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Ambientes extremos, probablemente termófilo, adaptado a condiciones de alta temperatura.

3

Metabolismo de LUCA

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Basado en hidrógeno y dióxido de carbono, fijación de nitrógeno, uso de ruta Wood–Ljungdahl.

4

La ______ de la ______, desarrollada por ______ ______, explica que la mitocondria y los cloroplastos provienen de bacterias que fueron absorbidas por células primitivas eucariotas.

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teoría endosimbiosis Lynn Margulis

5

Se piensa que la ______ ______ y otros orgánulos se formaron a partir de ______ de la ______ ______, facilitando una mejor organización y control de las funciones celulares.

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envoltura nuclear invaginaciones membrana plasmática

6

Unidad fundamental de la vida

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La célula es la unidad básica que compone a todos los seres vivos y es esencial para su funcionamiento.

7

Teoría celular

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Propone que todas las células se originan de otras células preexistentes mediante la división celular.

8

Importancia de la división celular

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Esencial para el crecimiento, desarrollo y mantenimiento de los organismos vivos.

9

Los seres vivos en nuestro planeta muestran una ______ diversidad, incluyendo desde formas de vida ______ hasta seres más ______.

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asombrosa unicelulares complejos

10

El ______ genético se transcribe en ______ y se traduce en ______, que son esenciales para las funciones celulares.

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ADN ARN proteínas

11

Las proteínas son polímeros de ______ y tienen estructuras ______ que definen sus funciones.

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aminoácidos tridimensionales

12

Los orgánulos especializados dentro de la célula permiten una mayor ______ y ______ de los procesos celulares.

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eficiencia regulación

13

Metabolismo celular

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Conjunto de reacciones químicas en la célula para obtener energía y sintetizar biomoléculas.

14

Reproducción celular

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Proceso de replicación del ADN y división celular, resultando en dos células hijas similares a la original.

15

División celular

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Mecanismo por el cual una célula madre se divide para formar células hijas genéticamente similares.

16

Las ______ y ciertas bacterias son ejemplos de organismos autótrofos.

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plantas

17

Los ______ necesitan materia orgánica ya formada para nutrirse.

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heterótrofos

18

Dentro de los heterótrofos, los ______ se nutren de materia orgánica en descomposición.

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saprófitos

19

Los ______ se alimentan mediante la ingestión y digestión de otros organismos.

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fagótrofos

20

Estructuras de las células procariotas

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Nucleoide con ADN, ribosomas, membrana plasmática, pared celular, cápsulas, pili y flagelos.

21

Función de la pared celular en procariotas

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Proporciona soporte y protección a la célula.

22

Modos de vida de las procariotas

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Pueden vivir de forma aislada o en comunidades complejas.

23

Entre los orgánulos de la célula eucariota se encuentran el ______ endoplasmático y el ______ de Golgi.

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retículo aparato

24

Las ______ son orgánulos presentes en las células ______ que no se encuentran en las células animales.

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cloroplastos vegetales

25

El ______ es el componente que brinda soporte estructural y permite el movimiento en las células eucariotas.

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citoesqueleto

26

La ______ plasmática controla el flujo de sustancias hacia dentro y fuera de la célula eucariota.

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membrana

27

En células ______, la pared celular proporciona protección y soporte adicional.

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vegetales

28

Jerarquía celular a sistemas de órganos

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Células forman tejidos, tejidos forman órganos, órganos integran sistemas de órganos.

29

Niveles de organización poblacional y comunitaria

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Individuos de una especie forman poblaciones, poblaciones diferentes forman comunidades.

30

Relación entre ecosistemas y biosfera

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Ecosistemas interconectados componen la biosfera, el nivel más amplio que incluye toda vida y procesos ecológicos.

Preguntas y respuestas

Aquí tienes una lista de las preguntas más frecuentes sobre este tema

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Origen y Evolución de la Vida en la Tierra

La vida en la Tierra comenzó hace aproximadamente 3.5 a 4 mil millones de años, con el surgimiento del último antepasado universal común (LUCA). Este organismo primitivo, probablemente un ser termófilo que habitaba ambientes extremos, jugó un papel crucial en la historia evolutiva de la biodiversidad. LUCA se caracterizaba por su metabolismo basado en el hidrógeno y el dióxido de carbono, con la capacidad de fijar nitrógeno y utilizar la ruta de Wood–Ljungdahl para la fijación de CO₂. Este organismo primitivo ya poseía los mecanismos fundamentales para la duplicación, transcripción y traducción del ADN, y contaba con una ATPasa que aprovechaba gradientes iónicos para la producción de energía. Además, se cree que el ARN de LUCA tenía la capacidad de autorreplicarse y actuar como catalizador, lo que apoya la hipótesis del mundo de ARN, en la que las ribozimas desempeñaron un papel esencial en los primeros pasos de la vida.
Vista microscópica de células eucariotas con núcleo visible y mitocondrias, teñidas en tonos de rosa, púrpura y azul, con enfoque en primer plano.

La Célula Eucariota y la Teoría de la Endosimbiosis

La célula eucariota, caracterizada por su complejidad interna y orgánulos especializados, evolucionó a partir de un ancestro procariota hace aproximadamente 1.5 a 2 mil millones de años. La teoría de la endosimbiosis, propuesta por Lynn Margulis, sugiere que orgánulos como la mitocondria y los cloroplastos se originaron a partir de bacterias aeróbicas y cianobacterias respectivamente, que fueron incorporadas por células eucariotas ancestrales. Estas bacterias endosimbióticas establecieron una relación mutualista, proporcionando ventajas metabólicas a la célula huésped y dando lugar a la diversificación de las células eucariotas. La formación de la envoltura nuclear y otros orgánulos se cree que se originó a partir de invaginaciones de la membrana plasmática, lo que permitió una mayor organización y regulación de los procesos celulares.

Características Comunes de los Seres Vivos

Todos los seres vivos comparten un conjunto de características que los definen y los distinguen de la materia inerte. Estas características incluyen una organización estructural compleja, crecimiento y desarrollo, capacidad de respuesta a estímulos, reproducción, un metabolismo que regula las reacciones químicas necesarias para la vida y la capacidad de adaptarse a los cambios ambientales. La unidad fundamental de la vida es la célula, y la teoría celular establece que todas las células provienen de otras células preexistentes a través de la división celular, lo que es esencial para el crecimiento, desarrollo y mantenimiento de los organismos.

Diversidad y Funciones Celulares

La vida en la Tierra presenta una asombrosa diversidad celular, desde organismos unicelulares hasta complejos multicelulares. Las células pueden diferir en tamaño, forma y función, pero todas comparten características fundamentales como la presencia de una membrana plasmática que regula el intercambio de sustancias con el entorno, y un conjunto de moléculas y reacciones químicas esenciales para la vida. El material genético, compuesto de ADN, se transcribe en ARN y luego se traduce en proteínas, que son polímeros de aminoácidos con estructuras tridimensionales únicas que determinan sus funciones específicas. Estas funciones se llevan a cabo en orgánulos especializados dentro de la célula, lo que permite una mayor eficiencia y regulación de los procesos celulares.

Metabolismo y Reproducción Celular

El metabolismo celular es el conjunto de reacciones químicas que ocurren dentro de la célula para mantener la vida, incluyendo la obtención de energía y la síntesis de biomoléculas. La reproducción celular es un proceso fundamental que asegura la continuidad de la vida, involucrando la replicación del ADN y la división celular para producir dos células hijas genéticamente similares a la célula madre. Las mutaciones, que son cambios en la secuencia de ADN, pueden ocurrir durante la replicación y son una fuente de variabilidad genética que, junto con la selección natural, impulsa la evolución de los seres vivos.

Tipos de Organismos Según su Metabolismo

Los organismos se clasifican en autótrofos y heterótrofos según su fuente de carbono y energía. Los autótrofos, como las plantas y algunas bacterias, son capaces de sintetizar su propia materia orgánica a partir de CO₂ y son los productores primarios en los ecosistemas. Los heterótrofos, por otro lado, requieren materia orgánica preformada para su nutrición. Dentro de los heterótrofos, los saprófitos obtienen nutrientes de materia orgánica en descomposición, y los fagótrofos se alimentan ingiriendo y digiriendo otros organismos.

La Célula Procariota y sus Características

Las células procariotas, que incluyen a las bacterias y arqueas, se distinguen por su simplicidad estructural, careciendo de un núcleo definido y orgánulos membranosos. Estas células poseen un nucleoide donde se encuentra el ADN, ribosomas para la síntesis de proteínas, una membrana plasmática, una pared celular que proporciona soporte y protección, y en algunos casos, estructuras adicionales como cápsulas, pili y flagelos. Las procariotas pueden vivir de forma aislada o en comunidades complejas, y su capacidad para dividirse rápidamente bajo condiciones favorables les permite adaptarse y evolucionar con gran rapidez.

Estructura y Organización de la Célula Eucariota

La célula eucariota se caracteriza por su organización interna y la presencia de un núcleo delimitado por una envoltura nuclear. Contiene una variedad de orgánulos membranosos, como el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, las mitocondrias, los cloroplastos (en células vegetales), los lisosomas y los peroxisomas, cada uno con funciones específicas. El citoesqueleto proporciona soporte estructural y facilita el movimiento celular, mientras que la membrana plasmática regula el intercambio de sustancias con el exterior. En células vegetales y de algunos otros organismos, la pared celular ofrece protección y rigidez adicional.

Niveles de Organización Biológica

La vida se organiza en una jerarquía de niveles biológicos que comienza con los átomos y moléculas y se extiende hasta la complejidad de los sistemas biológicos. Las células se agrupan para formar tejidos, que a su vez se organizan en órganos y sistemas de órganos. Los individuos de la misma especie constituyen poblaciones, que interactúan entre sí y con otras especies en comunidades. Estas comunidades, junto con los factores abióticos, forman ecosistemas. La interacción de todos los ecosistemas de la Tierra constituye la biosfera, el nivel más amplio de organización biológica, que engloba la diversidad de vida y los procesos ecológicos que la sustentan.