Biología (plan 1997) 2013-2

BIOLOGÍA DE ANIMALES II

MODALIDAD: Asignatura Fundamental

QUINTO SEMESTRE AREA: Biología

ANTECEDENTES SUGERIDOS: Biología de Animales I, Biología Molecular de la Célula (II)

HORAS/ SEMANA: TEORICAS 3. TEORICO-PRACTICAS: 3

HORAS/SEMESTRE:TEORICAS 48.TEOR.-PRACTICAS 48

Objetivos:

1. Estudiar y analizar los procesos y adaptaciones fisiológicas a distintos ambientes que han favorecido la diversidad animal actual.

2. Analizar el funcionamiento de los órganos y sistemas, desde un perspectiva comparativa entre grupos taxonómicos y tomando como refernencia al H. sapiens, con ejemplos representativos que ayuden a su comprensión.

3. Integrar los mecanismos y procesos estudiados a nivel molecular y celular, con los procesos fisiológicos generales de los animales.

Metodología de la enseñanza:

Curso teórico práctico. Las sesiones teóricas incluirán exposiciones de la profesora. Se emplearán también recursos audiovisuales ad hoc. Se espera que los alumnos particpen apoyados en este temario.

Se asignará un tema de investigación a lo largo del semestre, por equipos de 3 alumnos. O bien los alumnos constituirán equipos de 2-3 miembros para investigar y exponer a lo largo del semestre, algún aspecto específico de un sistema fisiológico en particular.

Los alumnos deberán realizar una serie de lecturas que serán evaluadas mediante un reporte escrito individual y con preguntas sobre ellas en clase y en los exámenes. Se tomará en cuenta la comprensión de la lectura, manifestada por la claridad y cuidado en el texto producido y entregado.

Las sesiones prácticas consisten en la realización de experimentos y la obtención de resultados que estén estrechamente relacionados con los temas revisados.

¿Cómo se obtiene la calificación Final?

Cualquier material revisado en clase, presentado por los alumnos o los profesores, así como el trabajo en laboratorio, son motivo de evaluación y de examen.

Habrá por lo menos 3 exámenes parciales además del Departamental.

Es requisito tener aprobados los exámenes parciales, para considerar el resto de las evaluaciones.

Los trabajos o tareas entregados con retraso tendrán una reducción gradual en la calificación máxima posible, excepto si existe justificación médica o de emergencia.

El profesor(a) de Laboratorio establece los requisitos de evaluación y otorga una nota que se pesa con la calificación global de las sesiones teóricas.

Evaluación del curso:

Seminarios y lecturas: 10% del propio desempeño en exámenes

Sesiones Teóricas: Exámenes en diferentes modalidades. Peso global, 50-60%.

Sesiones Prácticas: 40-50% de la calificación global. Se consideran para la calificación sólo las sesiones que hayan arrojado los resultados pertinentes.

Departamental: 10% de la calificación por exámenes

TEMARIO:

0 Ejes conceptuales del curso: T Evolutiva, T.de Sistemas Complejos y Bioenergética

El alumno conocerá conceptos generales aplicados en fisiología animal: Propiedares emergentes, autoorganización, adaptación evolutiva, optimización enérgetica disipativa

I. CONCEPTOS GENERALES EN FISIOLOGÍA ADAPTATIVA.3 h

I.1. Homeostasis, homeocinesis, homeodinamia, alostasis, reostasis y retroalimentación.

I.2. Adaptación fisiológica. organismos conformistas vs reguladores.

I.3. Aclimatación vs ambientación (aclimatización).

II. BASES GENERALES DE LA EXCITABILIDAD CELULAR 6 h

Se revisan con el alumno(a) los conceptos de potencial de reposo de una membrana y de acción, propiedades eléctricas de las membranas de neuronas y células musculares.

II.1. Bases iónicas del potencial de reposo. Permeabilidad de membrana ecuación de Fick, mecanismos de transporte activo y pasivo. Equilibrio electroquímico, Ecuación de Nerst y Campo Constante.

II.2. Canales iónicos y propiedades de los canales asociados a los procesos de excitabilidad de la membrana (Na⁺, K⁺, Ca⁺⁺).Voltaje dependientes y ligando dependientes.

II.3 Potenciales electrotónicos y su propagación. Resistencia y capacitancia de la membrana celular.

II.4 Potenciales de acción, propagación por la membrana, mielina y conducción saltatoria.

III MECANISMOS DE COMUNICACIÓN DE CÉLULAS EXCITABLES 6 h

Procesos de comunicación entre neuronas, células gliales y células musculares.

III.1. Sinapsis eléctrica y química, potenciales sinápticos, inhibición y excitación sináptica.

III.2. Inhibición y modulación sináptica. Sumación temporal y espacial.

III.3. Transmisores químicos: diversidad y acción excitadora, inhibitoria y moduladora.

III.4. Receptores de membrana para transmisores químicos. Dinámica de regulación de receptores.

III.5. Regulación de neurotransmisores acetilcolina y noradrenalina en espacio intersináptico.

III.6. Revisión general de los segundos mensajeros.

IV. RECEPTORES SENSORIALES E INTEGRACIÓN NERVIOSA.6 h

Se hace un análisis de este proceso en relación con la conducta y aprendizaje en los animales.

IV.1. Especificidad, potencial generador y de receptor. Adaptación.

IV.2. Fotorreceptores: el ojo compuesto de invertebradosyvertebrados.

IV.3. Pigmentos visuales, visión nocturna y visión colorida.

IV.4. Mecanorreceptores: audición; quimiorreceptores: gusto y olfato.

IV.5 Integración neural en reflejos y ritmos motores centrales.

V. INTEGRACIÓN NEUROENDÓCRINA BÁSICA EN DISTINTOS GRUPOS DE ANIMALES. 6h

Se introduce al alumno al estudio de la regulación neuroendócrina mediada por hormonas.

V.1. Definición y tipos de hormonas.

V.2. Sistemas endocrinos en invertebrados (insectos y crustáceos)

V.3. Sistemas endocrinos en vertebrados: eje hipotálamo hipófisis, tiroides, suprarrenales y gónadas

V.4. Ritmos biológicos.

V.5. Características generales de los ritmos circadianos.

V.6. Ritmos circa lunares y circa anuales de reproducción y migración. Inducción fotoperiódica.

V.7. Participación de la glándula pineal y la melatonina en los ciclos de reproducción.

VI ORGANIZACIÓN BÁSICA DEL SISTEMA NERVIOSO. 4h

Se hace una breve exposición sobre las características de este sistema en los animales.

VI.1. Sistema nervioso central en invertebrados: neuropilos, ganglios y conectivos

VI.2. Sistema nervioso central en vertebrados: La médula espinal y el encéfalo: bulbo, puente, cerebelo, lóbulo óptico, tálamo, hipotálamo, cerebro.

VI .3. Organización general de la corteza cerebral en los mamíferos.

VI .4. Sistema nervioso simpático y parasimpático.

VII ORGANIZACIÓN BÁSICA DEL SISTEMA MÚSCULO ESQUELÉTICO Y MOVIMIENTO. 8 h

Se revisan con el alumno las propiedeas básicas de la motilidad animal.

VII.1 La placa neuromotora.

VII.2 Proteínas contráctiles y teoría de los puentes cruzados.

VII.3 Propiedades mecánicas del músculo en contracción.

VII.4 Diferencias entre los distintos tipos de músculos (liso, estriado y cardiaco).

VII.5 Análisis comparativo de la contracción muscular entre los animales, con relación a las posibilidades de movimiento (acelomados, blastocelomados y celomados).

VII.6 Mecánica del músculo esquelético. Adaptaciones para locomoción en distintos animales.

VIII CIRCULACIÓN GENERAL DE LA SANGRE. 6 h

Se analiza este sistema de transporte en los grupos de animales.

VIII.1. Composición general de la sangre en vertebrados y de hemolinfa en invertebrados.

VIII.2. Plan general de circulación en vertebrados, sistema venoso, arterial y linfático.

VIII.3. Hemodinámica, flujo laminar y turbulento, presión arterial.

VIII.4. Regulación nerviosa del flujo sanguíneo capilar.

VIII.5. Comparación de la morfología del corazón entre invertebrados y vertebrados.

VIII.6. Actividad eléctrica del corazón, origen miogénico vs neurogénico del latido cardiaco. Regulación del ciclo cardiaco por el sistema nervioso central.

VIII.7. Respuestas cardiovasculares al ejercicio y al buceo.

IX TRANSPORTE E INTERCAMBIO DE GASES Y REGULACIÓN DEL ´pH CORPORAL. 8h

El alumno conocerá los distintos tipos de respiración presentes en los animales y la participación del intercambio gaseoso enla regulación del pH extracelular.

IX.1. Disponibilidad de oxígeno. Pigmentos respiratorios y sus propiedades, curvas de saturación de la hemoglobina y Efecto Bohr.

IX.2. Transporte de CO₂ y O₂. Actividad de la anhidrasa carbónica.

IX.3. Análisis comparativo entre las superficies de intercambio de gases entre organismos acuáticos y terrestres. Respiración cutánea, traqueal, branquial y pulmonar.

IX.4. Regulación neural de la ventilación en mamíferos.

IX.5. Adaptaciones respiratorias durante el ejercicio, a la altura y al buceo.

IX.6. Regulación del pH celular y corporal, sistemas amortiguadores naturales.

X METABOLISMO Y TEMPERATURA. 6 h

Se analizan los mecanismos de regulación de la temperatura que se presentan en los animales, y sus efectos en el mantenimiento de la vida.

X.1. Tasa metabólica basal y calorimetria. Tamaño corporal y tasa metabólica.

X.2. Ectotermos, endotermos y heterotermos.

X.3. Adaptaciones fisiológicas a temperaturas extremas. Hibernación, torpor, estivación.

X.4. Mecanismos de regulación termostática en la homeotermia.

XI OSMORREGULACIÓN Y EXCRECIÓN.8 h

Se introduce al alumno al estudio de los procesos de regulación osmótica e iónica,y se analiza el proceso de excreción nitrogenada.

XI.1. Ósmosis y presión osmótica de los líquidos del cuerpo.

XI.2. Balance de los osmolitos y comparación entre los organismos acuáticos marinos,de agua dulce y terrestres.

XI.3. Órganos osmorreguladores en los cordados.

XI.4. Estructura y función del riñón de mamíferos. La nefrona como unidad funcional del sistema excretor y regulador de iones.

XI.5. Regulación hormonal de la reabsorción tubular. Participación del riñón en la regulación del pH de la sangre.

XI.7. Síntesis y propiedades de las distintas sustancias de excreción nitrogenada.

BIBLIOGRAFÍA:

·Donnersberger, Anne, Lesak, Anne E. A; 2000. Laboratory textbook of anatomy and physiology. Boston Jones and Bartlett Ed, 250 p.

· Eckert, R;Randall, AG. Animal Physiology, Mechanisms and Adaptations.1997. W.H.
Freeman NY. 728 p. sitio en internet:

http://www.whfreeman.com/animalphys5/index.htm

· Fanjul, ML; Hiriart, M. y Fernández de Miguel F. (eds). Biología funcional de los animales. 2a Edición 2008 (Vol. 1) y 2009 (Vol. 2). (UNAM) SXXI. México.
(1a ed. 1998)

·Hill Richard W, Gordon A. Wyse, and Margaret Anderson. Animal ^physiology. Sinauer Associates Inc. Sunderland Mass, 2004

·Hoar, S.Hickman CP. A laboratory companion for General and Comparative Physiology. 1966. Prentice Hall. NJ. 296p.

·Joel A. Michael, Allen A. Rovick. 1999. Problem solving in physiology.Upper Saddle River, New Jersy : Prentice-Hall, 400 p.

·Kandel, E y Schwartz, J. Principles of neural science. 1995. Elsevier, NY. 979 p.

·Lups Commission On Teaching Physiology: 1991. A source book of practical experiments in physiology requiring minimal equipment. Prepared by the iups commission on teaching physiology Singapore: World Scientific, 193 p.

McNeill Alexander R. Energy for animal life. Oxford Animal Biology Series. 1999

·Nicholls, J.G.; Martin A.R.; Wallace B,G. From Neuron to Brain. 1992. SinauerAssociates Inc. Sunderland Mass. 807 p.

·Prosser, L. Environmental and Metabolic Animal Physiology. 1991 Wiley Liss. NY. 577p.

·Prosser, L. Neural and Integrative Animal Physiology, 1991.Wiley Liss. NY.776 p.

·Schmidt-Nielsen, K. Animal Physiology, adaptations and environment. 1997. Cambridge University Press. NY. 602 p.

·Stephen E. Di Carlo 1998. Experiments and demostrations in physiology. Upper Saddle River, New Jersey : Prentice Hall.123 p

Willmer P, G Stone and I Johnston. Enviromental physiology of animals. 2nd Edition. Blackwell Publishing, 2005.

·Wood, Michael G. Laboratory textbook of anatomy and physiology.Fisiología humana Manuales de laboratorio, 688 p.

·Zicha, Josef, Deyl, Zdenek (Eds) 1989. Methods in animal physiology, Boca Ratón, Florida. 198p.

Lecturas Complementarias:

A mathematics for physiology. Alan Garfinkel. Am J Physiol Regulatory Integrative Comp Physiol 245:455-466, 1983. http://ajpregu.physiology.org/cgi/reprint/245/4/R455.pdf

Sitios en la Red:

Primeras Lecturas (disponibles temporalmente durante el curso)

http://hp.fciencias.unam/~hgg/Damsio-II.pdf

http://hp.fciencias.unam/~hgg/Glia-get-excited.pdf

http://hp.fciencias.unam.mx/~hgg/Ejercicio.pdf

http://hp.fciencias.unam.mx/~hgg/Gld-Mecanogaf.pdf

http://hp.fciencias.unam/~hgg/SisComp.pdf

http://hp.fciencias.unam/~hgg/Demonios.pdf

Buzones-e para registarse: gghg.cienciasunam@gmail.com

Laboratorio: uramirez@email.ifc.unam.mx

Ligas de interés:

http://www.whfreeman.com/animalphys5/index.htm

http://thevirtualheart.org/

http://nerve.bsd.uchicago.edu/

http://www.medicine.mcgill.ca/physio/vlab/

http://neocortex.med.cornell.edu/VL-Physio/

Estrategias de Estudio

http://www.studygs.net/espanol/