Colegio Miguel de Cervantes 2020

Ciencias / Módulo: BiologíaPROFESOR: Lino Torres

Guía acumulativaCélulas y organelos

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60%

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Nota

Nombre Apellido: Curso: I° Fecha:

Objetivo de Aprendizaje:

1. Desarrollar modelos que expliquen la relación entre la función de una célula y sus partes, considerando: • Sus estructuras (núcleo, citoplasma, membrana celular, pared celular, vacuolas, mitocondria, cloroplastos, entre otras). • Células eucariontes (animal y vegetal) y procariontes

Habilidades de Aprendizaje:

1. Organizar y presentar datos cuantitativos y/o cualitativos en tablas, gráficos, modelos u otras representaciones, con la ayuda de las TIC.2. Formular y fundamentar predicciones basadas en conocimiento científico.

Instruccion General:

1. Leer y analizar la información presente en la guía con respecto a la célula, teoría celular y los organelos, con esta información debes de realizar las actividades que se presentan al final de este instrumento.

NIVEL DE ORGANIZACIÓN CELULAR

En el mundo viviente, la célula es la unidad que sostiene la vida y es en ella donde ocurren todos los procesos bioquímicos necesarios para mantenerla.

Las células son muy parecidas en su estructura básica y en sus procesos vitales. Sin embargo, a pesar de esta similitud, en la naturaleza observamos organismos muy distintos unos de otros: microorganismos unicelulares como las bacterias, hasta los organismos pluricelulares como el ser humano, pasando por las plantas, hongos, etc. Lo sorprendente es que todos estos seres vivos tan distintos están formados por células.

La teoría celular

Con las investigaciones realizadas durante los siglos XVII y XIX, se demostró que la teoría sobre el origen de la vida denominada “generación espontánea” era falsa; ella postulaba que la vida se originaba de elementos inorgánicos o simplemente de la nada, sin participación de forma alguna de vida.

El trabajo realizado por notables científicos como Hooke, Woller y Meyen, entre otros, llevaron a Schawn y Schleiden a enunciar la Teoria Celular en 1838-1839, consistente en una serie de postulados que reafirman que la vida se origina a partir de vida preexistente, siendo una contribución muy importante para descartar la idea reinante en la época de la generación espontánea.

Los postulados de la Teoria celular son los siguientes:

Todos los organismos vivientes están constituidos enteramente por células, por lo tanto es la unidad estructural de todos los seres vivos

La célula es la unidad funcional de toda materia viva, en ella se realizan los procesos bioquímicos que permiten la supervivencia de la misma. La célula puede desarrollar su actividad en forma individual (organismos unicelulares) o asociarse a otras células, interactuando y complementándose para construir organismos multicelulares.

Toda célula proviene de otra célula: por lo tanto es la unidad de origen. Con los estudios que prosiguieron en el siglo XX se estableció un nuevo postulado: en la célula esta

contenido el material genético hereditario, el cual se transmite a todas las células descendientes.

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Estructura básica de la célula

La célula representa la unidad básica de organización de los seres vivos, tanto en lo morfológico como en lo funcional. De otra forma, todos los seres vivos están constituidos por una o más células en las que ocurren los procesos metabólicos que permiten la mantención y autoperpetuación del organismo.

En toda célula es posible diferenciar:

Una membrana plasmática , que la limita de otras unidades similares y que controla el intercambio de materiales con el medio

Una matriz coloidal o citoplasma , en la que pueden encontrarse variadas estructuras subcelulares u organelos encargados de la realización de diversos procesos metabólicos y biosintéticos.

Un material genético constituido por ácido desoxirribonucleico (ADN), que controla la reproducción y el metabolismo celular y que puede estar rodeado por una membrana limitante (envoltura nuclear), formando un núcleo.

MEMBRANA PLASMÁTICA

La membrana plasmática es una estructura superficial limitante, que da individualidad a la célula, separándola del medio externo o de otras unidades similares. Está formada por lípidos y proteínas, además de una pequeña cantidad de carbohidratos. Los principales lípidos de la membrana son fosfolípidos, que se disponen formando una doble capa. Cubriendo a la bicapa e inmersas en ella se encuentran distintos tipos de proteínas que, al igual que los lípidos, pueden desplazarse o cambiar de lugar en la estructura que forman. Esta última característica, junto a la disposición de las cabezas de los fosfolípidos y las proteínas que asoman por la superficie explican que a este modelo de membrana se le llame “mosaico fluido”, formado por una bicapa lipídica.

Las proteínas de la membrana cumplen distintas funciones: constituir sistemas enzimáticos, actuar como moléculas receptoras y transmitir mensajes al interior de la célula, posibilitar el traslado de materiales a través de la membrana. Los carbohidratos se encuentran en la superficie externa de la membrana, contribuyendo a la recepción de mensajes y al reconocimiento de células similares para formar tejidos.

En resumen, las funciones de la membrana plasmática pueden ser:

participar en procesos de reconocimiento celular. participar en la determinación de la forma celular. recibir información externa y transmitirla al interior

celular. regular el movimiento de materiales entre los medios

intra y extracelular y mantener la concentración óptima para llevar a cabo los procesos celulares.

La superficie celular posee una serie de especializaciones o diferenciaciones que se relacionan con funciones tales como la absorción, secreción, transporte de líquidos y otros procesos fisiológicos. Esta especialización va a depender del lugar en donde se encuentre la célula.

Los componentes biológicos que componen la membrana plasmática intervienen en la regulación del ingreso y la salida de distintas sustancias químicas. Los compuestos pequeños, como el agua, pueden ser transportados por mecanismos diferentes:

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Los fosfolípidos de la membrana restringen el ingreso y salida de las sustancias polares (o sea, con un lado positivo y otro negativo). Los investigadores han podido definir que la membrana tiene una permeabilidad selectiva, es decir, permite el movimiento de algunas sustancias e impide el de otras. Por esta razón se dice que es una membrana semipermeable. Los factores que determinan la selectividad son el tamaño, polaridad y concentración de la sustancia que se debe transportar.

Las moléculas más pequeñas, apolares y que se encuentran en elevada concentración en el exterior de la célula: oxígeno y nitrógeno, ingresan con mayor facilidad que las de tamaño semejante pero polares sin carga, como agua, urea, CO2 o glicerol, y éstas, a su vez, lo hacen más rápido que moléculas grandes como glucosa y sacarosa y éstas a su vez, más que los átomos con carga eléctrica (iones) como sodio, potasio, cloro y calcio.

El agua es una excepción a este respecto; aunque es una molécula insoluble en lípidos, atraviesa la membrana con gran facilidad. La explicación de este hecho tiene que ver con su reducido volumen molecular y con la ausencia de carga eléctrica.

CITOPLASMA

Rodeada por la membrana plasmática se encuentra una región semilíquida, el citoplasma, en la que tienen lugar la mayor parte de las reacciones químicas relacionadas con la fabricación y degradación de moléculas orgánicas. En el citoplasma es posible distinguir: citosol, citoesqueleto, inclusiones y una gran variedad de organelos.

CitosolEl citosol constituye el medio interno celular en el que ocurren procesos de biosíntesis (fabricación) de materiales celulares y de obtención de energía. Esta compuesto por agua, enzimas, ácidos nucleicos (del tipo ARN), proteínas estructurales, etc.

CitoesqueletoEs una red de filamentos proteicos que surca el citosol, participando en la determinación y conservación de la forma celular, en la distribución de los organelos en el citosol y en variados tipos de movimientos celulares. Otras funciones del citoesqueleto son: actuar como un sistema de transporte de materiales en el interior celular, formar cilios y flagelos que participan en el movimiento celular, posibilitar el movimiento de los cromosomas por el citoplasma durante la reproducción celular y la división del citoplasma al término de ésta y permitir actividades mecánicas.

InclusionesCorresponde a diversos tipos de sustancias que se almacenan en el citoplasma por un tiempo variable

y que en gran parte son elaborados por la propia célula. Estos productos, encontrados en cantidades variables, pueden presentarse como gotas de grasas, cristales, pigmentos, gránulos (glicógeno y almidón).

Organelos citoplasmáticosSon estructuras subcelulares de carácter permanente, cada una de las cuales posee una morfología, composición química y función definidas. Figuran entre ellas: mitocondrias, cloroplastos, lisosomas, ribosomas, retículo endoplásmico, complejo de Golgi, peroxisomas, centríolos,

vacuolas.

Ribosomas

Son organelos corpusculares relacionados con la síntesis de proteínas. Pueden encontrarse libres en el citosol o adheridos a la superficie del RER. Los ribosomas libres sintetizan proteínas de uso interno, en tanto que los ribosomas adheridos a las membranas reticulares sintetizan proteínas lisosomicas (enzimas) y de secreción.

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Retículo Endoplásmatico

Existen dos tipos de retículo endoplasmático:

Liso (REL): no posee ribosomas en su superficie. Participa en funciones como: síntesis de lípidos, detoxificación de materiales nocivos que penetran en las células.

Rugoso (RER): posee membranas cubiertas en su superficie externa por ribosomas. Como la función de los ribosomas es la síntesis de proteínas, el RER abunda en aquellas células que fabrican grandes cantidades de proteínas. La función del RER es almacenar las proteínas fabricadas en los ribosomas.

Aparato de Golgi

Es un componente del sistema de endomembranas constituido por sacos aplanados o cisternas, túbulos, vesículas y vacuolas. Está especialmente desarrollado en células que participan activamente en el proceso de secreción en las cuáles distribuye intracelularmente y exterioriza diversos tipos de sustancias sintetizadas en el RER y REL.

Es un organelo de funciones múltiples: posibilita la circulación intracelular de materiales sintetizados en las porciones lisa y rugosa del retículo, sintetiza moléculas que forman parte de cubiertas celulares o de membranas celulares y participa en la formación de lisosomas que contienen enzimas digestivas, así como del acrosoma, estructura del espermio que posibilita su penetración al óvulo.

Lisosomas

Son organelos presentes en células animales y vegetales provistos de una membrana limitante que encierra gran cantidad de enzimas hidrolíticas que degradan materiales provenientes del exterior o de la misma célula. La membrana lisosómica es resistente a las enzimas que contiene y protege de la autodestrucción a la célula.

Las principales funciones son:

1. Digerir alimentos y otros materiales incorporados a la célula; esto permite a ciertos tipos celulares que se alimentan de gérmenes (glóbulos blancos), desempeñar un importante papel en la defensa orgánica.

2. Digerir restos de membranas celulares mediante un proceso denominado autofagia. Esta función permite la renovación y el recambio de componentes celulares en células lesionadas o que envejecen.

3. Digerir material extracelular mediante la liberación de enzimas en el medio circundante; así ocurre la digestión de los alimentos en el tubo digestivo, la remodelación del hueso formado y la penetración del espermio en la fecundación.

Peroxisomas

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Son organelos similares a los lisosomas, muy abundantes en ciertas células del riñón y del hígado, y que se forman en el retículo endoplásmico. En las células vegetales contienen algunas enzimas que convierten grasas y aceites en carbohidratos. En las células animales contienen enzimas oxidativas que intervienen en la producción y degradación del peróxido de hidrógeno (agua oxigenada), cumpliendo un rol detoxificador.

Centriolo

Es un organelo presente sólo en células animales y en algunas plantas primitivas. Cuando no está reproduciéndose, la célula posee dos centríolos dispuestos perpendicularmente entre sí. Cada uno de ellos está formado por un conjunto de microtúbulos dispuestos en forma radial. El centriolo organiza una estructura denominada huso acromático, que durante la división celular orienta el movimiento de los cromosomas por el citoplasma.

Vacuolas

Son vesículas intracelulares especialmente desarrolladas en la célula vegetal donde ocupan cerca del 90% del volumen celular, desplazando el citoplasma hacia la periferia. En la célula participan en el almacenamiento de sustancias nutritivas, de desecho o en proceso de digestión y en la regulación de la cantidad de agua que ingresa o sale de la célula.

Plástidos

Son organelos de forma generalmente elíptica, relacionados con los procesos bioquímicos de las células vegetales. Almacenan pigmentos y además tienen la capacidad de sintetizar y acumular sustancias de reserva como almidón, lípidos y proteínas.

Según posean o no pigmentos, se les clasifica como:

Leucoplastos: carecen de pigmentos y abundan en tejidos de almacenamiento como tallos y raíces. Almacenan lípidos, proteínas y almidón.

Cromoplastos: contienen diversos tipos de pigmentos responsables del color de las distintas estructuras vegetales. Entre ellos se destacan los cloroplastos, organelos de doble membrana que contienen el pigmento clorofila y un conjunto de enzimas que posibilitan la realización de la fotosíntesis, proceso por el cual las células vegetales sintetizan sustancias orgánicas utilizando como fuente energética la luz solar.

Mitocondrias

Son organelos de forma esférica o elíptica, que se encuentran de manera constante en las células animales y vegetales, pero cuyo número varía de acuerdo a la actividad celular, siendo más elevado

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en aquellas células que tienen mucho gasto de energía. Las mitocondrias son organelos dotados de una doble membrana que limita un compartimento en el que se encuentran diversas enzimas que controlan el proceso de la respiración celular. En este proceso, la energía química almacenada en las moléculas orgánicas (como la glucosa) es liberada gradualmente en reacciones que ocurren tanto en el citosol como en el interior de las mitocondrias.

NÚCLEO

El núcleo es una estructura que se presenta en todo tipo de célula, excepto en las bacterias y cianobacterias. Comúnmente existe un núcleo por célula, si bien algunas células carecen de éste (como el glóbulo rojo) y otras son bi o plurinucleadas (como las células del músculo esquelético). La forma nuclear es variable dependiendo en gran parte de la forma celular, en tanto su tamaño guarda relación con el volumen citoplasmático.

El núcleo cumple dos funciones fundamentales:

1. controla la herencia y la reproducción celular.2. actúa como regulador de la mayor parte de la actividad citoplasmática.

El núcleo está formado por:

Envoltura nuclearLa envoltura nuclear o carioteca es una doble membrana provista de poros que separa el material cromosómico del medio citoplasmático.

La superficie externa de la carioteca suele presentar ribosomas adheridos, mientras que a la superficie interna se agregan gránulos de cromatina. A través de los poros de la envoltura mantiene un intercambio permanente de materiales entre el carioplasma y el citoplasma.

NucléoloEs una estructura intranuclear desprovista de membrana y presente únicamente en la interfase celular. Alcanza su mayor desarrollo (tamaño y cantidad) en células que sintetizan proteínas. En el nucleolo se sintetiza ARN y además se constituyen los ribosomas que luego se desplazan hasta el citosol y/o RER.

RESUMEN DE ORGANELOS Y SUS FUNCIONES

ESTRUCTURA DESCRIPCIÓN FUNCION

Membrana plasmática Membrana que limita a las células

Rodea el contenido celular, regula el movimiento de materiales hacia fuera y dentro de la célula; ayuda a conservar la forma celular y se comunica con otras células.

Núcleo Estructura grande Proteger, reparar y mantener la información contenida en ADN

Mitocondrias Sacos consistentes en dos membranas, de las cuales la interna se pliega para formar las crestas y contiene una matriz.

Sitios de la mayor parte de la respiración celular, transformación de la energía de los alimentos en el ATP.

cloroplastos Estructura de membrana doble que envuelve las membranas tilacoidales internas, los

La clorofila capta energía luminosa y la transforma en

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cloroplastos contienen clorofila en estas membranas.

glucosa (alimento)

Retículo Endoplasmático Liso Carece de ribosomas en su superficie externa.

Sitio de biosíntesis de lípidos y detoxificación de sustancias.

Retículo Endoplasmático Rugoso Ribosomas adheridos a su superficie externa.

Síntesis de muchas proteínas

Complejo de Golgi o aparato de Golgi

Pilas de sacos aplanados. Empaque de proteínas y lípidos secretados y clasificación de proteínas

Lisosomas Sacos membranosos que contienen diversas enzimas.

Contienen enzimas que degradan materiales ingeridos, secreciones y desechos celulares.

Peróxisomas Sacos membranosos que contienen diversas enzimas.

Sitios de eliminación de desechos celulares tóxicos.

Vacuolas Principalmente en plantas, hongos y algas

En animales son muy pequeñas

Almacenamiento de materiales y agua para la fotosíntesis.

Ribosomas adheridos al RE, y otros, libres en el citoplasma

Síntesis de aminoácidos (proteínas)

Cilios Proyecciones relativamente cortas, que se extienden desde la superficie de la célula, cubiertas por la membrana plasmática; se componen de dos microtúbulos centrales y nueve periféricos.

Movimiento de algunos organismos unicelulares; y en multicelulares, se emplean para mover materiales en la superficie de algunos tejidos.

Flagelos Proyecciones largas compuestas de dos microtúbulos centrales y nueve periféricos, que se extienden desde la superficie de la célula y están cubiertos por membrana plasmática.

Locomoción celular de espermatozoides y algunos eucariontes unicelulares.

ACTIVIDADES

1. Completa el siguiente resumen en relación a la célula: (14 ptos)

La célula es la _______________ _______________ de la vida, en ella ocurren los procesos metabólicos necesarios para la sobrevivencia de los seres vivos. Las células se caracterizan por estar rodeadas de una ______________ _____________ y en su interior, el _______________,

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presenta al citosol, _______________, ________________ y organelos citoplasmáticos; tales como mitocondrias, aparato de golgi, retículo endoplasmatico, _________________, __________________, ____________________, __________________, _______________ y __________________, los cuales llevan a cabo funciones especificas. Los organismos que presentan células eucariontes, se caracterizan por tener su material genético en un ______________.

2. Términos pareados: coloca el número de la columna A en la columna B según corresponda: (9ptos)

A B

1) célula ( ) lípido fosforilado que forma parte de la estructura de la membrana

2) núcleo ( ) conjunto de células más o menos parecidas

3) molécula orgánica ( ) Molécula orgánica que presenta bases nitrogenadas.

4) tejido ( ) compuesto químico que posee carbono en mayor proporción

5) metabolismo ( ) unidad básica de la vida

6) ADN ( ) estructura celular que alberga al ADN

7) enzima ( ) reacciones químicas que permiten la obtención de energía

8) proteína ( ) compuesto químico que presenta un grupo amino

9) fosfolípidos ( ) proteína catalítica producida por las células

3. Con la siguientes imágenes de las células debes completar (rotular) los organelos celulares respectivos a cada célula y pintarlos según el color indicado. (30 ptos)

Debes de colorear los organelos y partes de la célula con los siguientes colores.

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NOTA: Las siguientes imágenes de los organelos son referenciales para que identifiques los organelos en los esquemas que van al final, recuerda que hay dos células una de tipo ANIMAL y otra de tipo VEGETAL, en ambas debes identificar todos los organelos (teniendo en cuenta que existen algunos diferenciales entre ellas). ROTULAR… significa que debes señalar la estructura con una flecha y su nombre.

4. Responda las siguientes preguntas:a) ¿Quiénes fueron los científicos que postularon o crearon la TEORIA CELULAR? (5ptos)b) ¿Qué diferencias existen entre una célula Procarionte y una célula Eucarionte? Enumérelas.

(5ptos)c) Confeccione una lista donde evidencie las características que diferencian a una célula Animal de

una célula Vegetal. (5ptos)d) ¿Cuáles son la diferencias entre los tipos de plastídios?, investiga sobre algún otro tipo que

exista. (5ptos)e) Investiga sobre la teoría propuesta por LYNN MARGULIS una Científica muy reconocida la que

habla sobre la TEORIA ENDOSIMBIOTICA, ¿Qué dice o propone dicha teoría? Explica brevemente. (5ptos)

f) Sabemos que el ojo humano no puede observar las células y por eso y la curiosidad del humano se fueron creando diversos instrumentos que ayudaban a la ver las cosas muy pequeñas, ahí surgió el microscopio. Para saber más sobre ellos construye una línea de tiempo que muestre como fueron cambiando los microscopios en el tiempo, debes de mencionar sus características generales y en qué año fueron inventados. (10ptos)

5. Tanto con la guía como con el ppt que recibieron deben construir un glosario o vocabulario científico. Este debe de tener al menos 30 conceptos relacionados con la materia vista. (15 ptos)

Organelo color Organelo colorCitoplasma Amarillo Mitocondria Rojo Membrana plasmática Crema/piel Pared celular Verde claroNúcleo Morado Cloroplasto Verde oscuroLisosoma Azul X Peróxisomas Azul #Aparato de Golgi Rosado Vacuola Celeste Centriolos Calipso Ribosomas Negro REL Naranjo Citoesqueleto Gris/plomo RER Naranjo

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