UNIDAD II: LA UNIDAD CONSTITUTIVA DE LOS SERES VIVOS

OBJETIVOS:

1) Reconocer los componentes celulares y determinar su función.2) Inferir diferencias y semejanzas entre las células animal y vegetal.3) Distinguir estructura y función de los diferentes tejidos.

CONTENIDOS

El microscopio. Composición química de los seres vivos. Agregados moleculares. La célula procariota. La célula eucariota. Estructuras celulares. Diferencias entre célula animal y vegetal. Funciones celulares. Tejidos animales y vegetales.

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5- EL MICROSCOPIO COMPUESTO

Es un instrumento óptico que produce una imagen muy aumentada del objeto observado. Por eso se lo utiliza para lograr la ampliación de cuerpos muy pequeños.

Descripción del microscopio compuesto

Tiene un pie o soporte metálico para asegurar su estabilidad. Al pie se articula el brazo curvado que sirve para inclinar el aparato y facilitar su transporte. En la parte inferior, el brazo presenta una pieza movible, la platina, donde se coloca la preparación microscópica. La platina posee un orificio central por el que pasa la luz que ilumina el preparado a observar. El brazo sostiene el tubo óptico. El extremo superior del tubo óptico, lleva una lente, el ocular, a través de la cual se mira (su aumento varía entre 5x y 10x; x igual aumentos). El extremo inferior del tubo óptico lleva un sistema de lentes, los objetivos, montado sobre un disco giratorio o revólver. El objetivo lo constituyen lentes de gran aumento (con 5x, 10x, 40 - 45x o 90 - 100x). El tubo óptico presenta dos tornillos que lo alejan o acercan del preparado para obtener un enfoque perfecto:

a) el macrométrico o de grandes movimientos (más rápidos) para el enfoque inicial.

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b) El micrométrico o de pequeños movimientos (más lentos) para afinar el enfoque inicial y obtener el enfoque exacto y definitivo.

Debajo de la platina hay un espejo montado sobre un eje giratorio, con una cara cóncava (para la luz artificial) y otra plana (para la luz natural), que refleja la luz sobre el objeto a observar. El diafragma entre la platina y el espejo regula la cantidad de luz que ilumina la muestra. El condensador concentra más o menos el haz luminoso sobre la preparación.

El aumento total del microscopio compuesto está dado por:

Aumento Total= Aumento Ocular x Aumento Objetivo

Ejemplo: si aumento Ocular = 5x y Aumento Objetivo = 40x es:

Aumento total = 5x . 40x = 200x

6- COMPOSICION QUIMICA DE LOS SERES VIVOS

Si observamos dos manzanas: una de plástico macizo y una de verdad, en su aspecto son muy parecidas, pero interiormente nadie dudaría en distinguir la manzana verdadera de la falsa. Si pudiéramos hacer un corte muy fino de una y de otra, veríamos que en la verdadera hay estructuras denominadas células, en las que diversas sustancias están en permanente intercambio, mientras que la manzana de plástico tendrá una composición igual y elástica en cualquier lugar donde se la corte. Una característica fundamental de la materia que constituye a los seres vivos es la falta de homogeneidad, es decir, que las estructuras que la forman a nivel molecular y celular son muy diversas y cambian permanentemente.

Elementos químicos vitales

Si se observa la manzana verdadera, se podrá comprobar que es húmeda. La materia viva está compuesta por un alto porcentaje de agua (aproximadamente, un 70%). Uno de los motivos por los cuales existe tanta cantidad de agua es que la mayoría de los procesos biológicos requieren el medio acuoso. El agua, que a la temperatura de los seres vivos es líquida, sirve para disolver muchos compuestos y permite que se lleven a cabo las reacciones químicas en el interior y también en el exterior de las células.

Esta característica, ¿guarda alguna relación con el origen de la vida? Seguramente que sí. Durante mucho tiempo se creyó que la vida se generaba a partir de desechos y sustancias de putrefacción (teoría de la generación espontánea). Hacia fines del siglo XVII, esta teoría comenzó a dejar de tener credibilidad: un ser vivo sólo puede provenir de otro ser vivo. Pero, ¿cómo apareció el primer ser vivo?

Para que se iniciase la vida en este mundo, fue preciso que las sustancias elementales que existían en un principio se combinaran entre sí para formar moléculas complejas. Estas reacciones tuvieron lugar en los mares primitivos y requirieron de energía. El agua fue y continúa siendo el escenario principal de la vida.

Entre los elementos químicos que forman la materia viva figuran:

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Bioelementos primarios: el carbono (C), el nitrógeno (N2), el oxígeno (O2), el azufre (S), el hidrógeno (H2) y el fósforo (P) integran, prácticamente, todas las moléculas presentes en la materia viva.

Bioelementos secundarios: el calcio (Ca), el sodio (Na), el cloro (Cl), el potasio (K), el hierro (Fe), el cobre (Cu), el magnesio (Mg), el flúor (F), etc. desempeñan un papel importante en alguno que otro proceso biológico, y se encuentra generalmente en pequeñas cantidades.

Acidos nucleicos y proteínas

Para que un ser vivo pueda engendrar a partir de otro, es necesario que todas las células guarden información acerca de cómo están constituidas, cómo funcionan y qué procesos deben cumplir para poder vivir y reproducir los caracteres de las células que les dieron origen. Cada carácter está codificado por un fragmento de una larga molécula, el ácido desoxirribonucleico o ADN, y se denomina gen. El conjunto de genes de un ser vivo se denomina genoma, y es característico para cada especie. En algunos seres vivos, como en el caso de las bacterias, existe una sola molécula de ADN, mientras que muchos otros cuentan con varias (por ejemplo, los animales).

La molécula de ADN está constituida por dos cadenas de pequeñas unidades, llamadas nucleótidos, que se unen y forman una estructura que se asemeja a la escalera de caracol. Por esa razón la estructura del ADN recibe el nombre de doble hélice.

Con la información que guarda el ADN se sintetizan macromoléculas muy importantes: las proteínas. Estas constituyen gran parte de la estructura celular, participan de todas las reacciones químicas que tienen lugar dentro de los seres vivos, etc. Las proteínas son cadenas simples de moléculas pequeñas, llamadas aminoácidos, que no se encuentran estiradas sino que se repliegan sobre sí mismos y forman un ovillo o una hélice. Para que el ADN pueda "transmitir las órdenes" a las proteínas, interviene otro ácido nucleico: el ácido ribonucleico o ARN.

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Azúcares y grasas

Finalmente existen otros dos grupos de compuestos fundamentales para la vida: los azúcares o hidratos de carbono, y las grasas o lípidos.

Entre los hidratos de carbono figuran los azúcares grandes y complejas, como el almidón y la celulosa.

Los lípidos comparten la característica de ser insolubles en agua. Entre ellos podemos mencionar el colesterol, los triglicéridos, los fosfolípidos, etc.

La síntesis de estas moléculas depende de la actividad proteica, y las células las utiliza como fuente de energía o para formar algunas estructuras (por ejemplo, la celulosa es un hidrato de carbono que constituye las paredes de las células vegetales; los fosfolípidos forman las membranas celulares, etc.)

Agregados moleculares:Los virus. ¿Qué son los virus?

Son “agentes” de composición química sencilla que causan enfermedades en las plantas, en los animales y en el hombre.

Además atacan y destruyen bacterias y hongos simples.Virus significa ponzoña o veneno.Una de las características de los virus es su pequeño tamaño.Hoy pueden ser observados con el microscopio electrónico. Los virus se miden en milimicrones. Un milimicrón es la millonésima parte de un mm.

Los virus viven únicamente en células vivas de plantas o animales. Para estudiarlos se los cultiva especialmente en plantas o en la membrana que rodea el pollito que se está formando dentro de un huevo, es decir, la membrana que rodea al embrión.

La forma de los virus es variable. Los más pequeños son esféricos, o sea como una esfera simple o una esfera formada por la reunión de esferas más pequeñas que rodean un núcleo central. Tendrían el aspecto de una mora, o fruto de la morera (muriforme).

Otros tienen forma poliédrica.Existen virus llamados bacteriófagos o simplemente fagos, con una “cabeza” seguida de

una “cola”.Bacteriófago significa que destruye o rompe bacterias. Tienen fundamentalmente dos

partes:

Una capa o vaina de proteína. Un ácido nucleico rodeado por la vaina.

El fago se aproxima a la bacteria y toma contacto con su cola. El ácido nucleico pasa al interior de la bacteria y la actividad de ésta se orienta hacia la formación de ácido nucleico del virus y de la proteína que lo envuelve. La bacteria se “llena” de virus, los cuales terminan por destruir la membrana bacteriana y se desparraman por centenares para atacar nuevas bacterias.

Características de los virus

Algunas características particulares de los virus son: No se nutren. No digieren, ni absorben, ni excretan.

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No respiran. No hay transformaciones de sustancias en su interior. No se reproducen por si mismos sino que “son formados” por la materia viva de la célula

donde se alojan. No tienen la organización celular propia de los seres vivos. Tienen ácido nucleico como todos los restantes seres vivos. Pueden cristalizar como cristalizan algunas moléculas: Ej: el azúcar. La cristalización no es

propiedad de la materia viviente.

Procariontes:Se da el nombre de organismos procariontes a los que están formados por células

procariotas.Las células procariotas (pro = en vez de; cario = núcleo) son aquellas cuyo núcleo no está

separado del citoplasma por una membrana.Generalemnte tienen un solo cromosoma y toda la información genética está contenida en la

única molécula de A.D.N. que lo forma.En los organismos procarióticos no hay mitosis y la reproducción se hace por división

celular directa o amitosis.La división celular se realiza de la siguiente manera:

La molécula de ADN sirve de modelo o molde para que se forme otra molécula “idéntica” a ella de duplicación. La nueva molécula que será el núcleo de otra célula se separa de la anterior y comienza el crecimiento de la membrana, de la pared celular y del citoplasma en la zona que une los dos sectores con núcleo.

A continuación se forma un tabique transversal, que divide al citoplasma, quedando así constituidas las dos células hijas.

Las moneras son organismos procariontes.

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7- LA CELULA EUCARIOTA

Estructura básica de los seres vivos

¿Qué tienen en común los seres vivos?

Si se comparan superficialmente un hombre, un árbol y un insecto, solo podemos reconocer que todos son seres vivientes, pero no tienen, a simple vista, nada en común. Sin embargo, ellos comparten los procesos que intervienen en la conservación de los seres vivos, entre los que están la nutrición, la circulación de los nutrientes, la respiración, la transformación de los nutrientes (metabolismo), la excreción o eliminación de los desechos, y la reproducción. Todos los seres vivos comparten esos procesos a pesar de las notables diferencias que puedan llegar a existir entre ellos.

Para simplificar el estudio analicemos un organismo mucho más simple que los mencionados: el hongo denominado Saccharomyces cerevisiae, o sea la levadura de cerveza. Si observamos esta levadura con un microscopio óptico, se advierten diferentes estructuras

internas.

Esa estructura aparentemente esférica, es realmente un ser vivo. Realiza los mismos procesos que los organismos más complejos; es capaz de adquirir y asimilar alimento, eliminar desechos, sintetizar materiales celulares nuevos y de reproducirse.

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Así como los diversos órganos de nuestro cuerpo tienen una forma que los habilita para cumplir con sus respectivas funciones, podríamos decir que la levadura posee estructuras internas apropiadas para la función que cada una desempeña.

En Biología, esa unidad que contiene organoides que le permiten realizar diferentes funciones que caracterizan a los seres vivos, se llama célula. La levadura de cerveza es, por lo tanto, un organismo unicelular.

La célula

En el siglo XVII, Roberto Hooke al estudiar una delgada lámina de corcho extraída de la corteza del alcornoque, observó una gran cantidad de pequeñas cavidades, a las que llamó células.

Los seres vivos o vivientes se diferencian de las cosas no vivas porque realizan una serie de funciones o actividades que caracterizan la vida.

Todos los órganos de los sistemas vivientes están constituidos por una materia viva conocida con el nombre de protoplasma.

El protoplasma es la base de la vida y está constantemente intercambiando materia y energía con el medio que lo rodea.

Un pollo, una cebolla, un hombre, son masas de protoplasma.¿cómo se presenta esa masa de protoplasma?La masa de protoplasma está dividida en pequeñas porciones, casi siempre invisibles a

simple vista que reciben el nombre de células.Célula significa” pequeña celda”.Tanto un pollo, como una cebolla o un hombre están formados por pequeñas porciones o

unidades de protoplasma llamadas células.Por eso los biólogos consideran la célula como la unidad anatómica o de estructura de los

seres vivos.Esta unidad anatómica o célula es capaz de llevar a cabo todas las funciones para vivir

como organismo independiente o formando parte de un ser pluricelular. Por esa capacidad que tiene para realizar todas las funciones se dice que la célula es una unidad fisiológica.

Todo ser vivo se origina a partir de una célula originaria llamada célula huevo; por esa razón la célula es considerada como la unidad de origen de los seres vivos.

Sintetizando el concepto de célula podemos decir:

La célula es la unidad anatómica, fisiológica y de origen de los seres vivos.

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La forma de las células

Las formas de las células son muy variadas, generalmnte se tiene la idea que son planas, pero no es así.

Cuando Robert Hooke las descubrió dijo que eran celdillas como pequeñas cajitas. Las cajitas tienen un espesor y un contenido.

En el cuerpo humano la variedad de células es grande. Las células libres de la sangre son esféricas, pero en la mayoría la forma está relacionada con el ambiente, es decir, con los contactos cercanos con otras células y de las presiones ejercidas sobre ellas.

Las células esféricas cuando se reúnen apretadamente tienden a formar caras o superficies de contacto con las células vecinas, como ocurre con la aglomeración de burbujas de jabón.

Tamaño de las células

La mayoría de las células no son visibles a simple vista y solo se pueden ver con el microscopio, estas son las células microscópicas(micro: pequeño, scopein: mirar).

Hay células que se pueden observar a simple vista, son células macroscópicas (macros:grande). Una de las células más grandes observada a simple vista ,tiene el tamaño de una naranja: es la yema del huevo de avestruz.

La medida utilizada para medir las células es el micrón; el micrón es la milésima parte de un milímetro.

Los glóbulos rojos tienen 7,5 micrones,por lo tanto son necesarios 133 glóbulos rojos , colocados uno al lado de otro, para alcanzar la longitud de 1 mm.

Las células muy largas, en las cuales predomina el largo sobre el ancho, se llaman fibras.El tejido muscular tiene fibras. El fruto del algodón produce fibras.

Estructura básica de las células

La célula presenta siempre dos partes:a) Una parte central generalmente esférica y pequeña llamada núcleo.b) Una parte que rodea el núcleo, transparente como la gelatina y con algunas granulaciones, es

el citoplasma.El núcleo está separado del citoplasma por una membrana nuclear o carioteca. El

citoplasma a su vez tiene a su vez tiene una membrana plasmática que lo envuelve y lo separa del ambiente.

La materia viva que forma toda la célula es el protoplasma. El protoplasma del núcleo se denomina carioplasma ( cario: núcleo ) y el del resto de la membrana nuclear, es el citoplasma.

La célula fue hasta la primera mitad de este siglo observada, observada con el microscopio óptico: una especie de gota de gelatina translúcida, dentro de la cual se observan un núcleo y gránulos refulgentes muy pequeños. La invención y perfeccionamiento posterior del microscopio electrónico permitió ver que esa gota de gelatina tiene una arquitectura complicada y contiene pequeños órganos u orgánulos, llamados también organoides.

El citoplasma

Es transparente, incoloro y con aspecto de una gelatina o jalea. El citoplasma está rodeado por la membrana plasmática. El citoplasma y el medio son distintos porque la membrana plasmática controla el

intercambio de sustancias del citoplasma con el medio.

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Las células vegetales segregan una sustancia que se endurece, llamada celulosa y que forma una pared celular que rodea la membrana plasmática. La pared celular es gruesa y rígida y constituye un verdadero armazón alrededor de la célula, la cual mantiene su forma constante.

La pared celular tiene pequeños orificios que permiten la vinculación entre células vecinas por medio de puentes citoplasmáticos. En el citoplasma se distinguen algunos orgánulos bien diferenciados que son:a) El retículo endoplasmático.b) El aparato de Golgi.c) Las mitocondrias.d) Los cloroplastos (solo en las células vegetales).e) El centro celular (solo en las células animales).

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Retículo endoplasmático

No se observa con el microscopio óptico. Es un conjunto de membranas que se extienden desde la membrana nuclear por dentro hasta la membrana plasmática. Esas membranas pueden estar separadas entre sí o apretadas unas contra otras; atraviesan el citoplasma y tienen intercomunicaciones. Las membranas del retículo endoplasmático pueden llevar adosados unos gránulos o corpúsculos llamados ribosomas. Los ribosomas están muy vinculados con la formación de proteínas.

Hay sectores del retículo endoplasmático que no tienen ribosomas.

a) El aparato de GolgiEstá constituido por sacos o sáculos membranosos aplanados y apilados que se forman a partir de membranas del retículo endoplasmático que no tienen ribosomas.Esos sáculos fabrican hormonas, enzimas y anticuerpos, según la función de la célula. Algunas vesículas se transforman en lisosomas que son organoides que tienen funciones digestivas.

b) Las mitocondrias.

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Se encuentran tanto en las células animales como en las vegetales. Tienen forma de gránulos o bastoncitos que alcanzan un tamaño de 2 a 3 micrones. Se cuentan por centenares en cada célula. En microscopio electrónico se las observa con una doble membrana. La membrana interior está plegada formando crestas. Ambas llevan adheridos pequeñísimos corpúsculos.En las mitocondrias tiene lugar la respiración celular. Cada mitocondria actúa como una usina donde se produce energía que luego la célula utiliza para realizar sus actividades o funciones: movimientos, reproducción celular, fabricación de sustancias.

c) Los cloroplastos. Son corpúsculos verdes muy visibles con el microscopio óptico. Contienen un pigmento

verde llamado clorofila.Con el microscopio electrónico se observa en ellos una estructura compleja formada por un

gran número de membranas de forma de disco y apiladas como monedas, el conjunto de discos apilados se llama grana.

Se encuentran únicamente en las partes verdes de los vegetales.Los cloroplastos son una clase de los variados plástidos que hay en las células vegetales.

Ej.cromoplástidos (plástidos con color; amiloplástidos con almidón.).

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d) El centro celularSe encuentra en células animales únicamente.Está constituido por dos especies de cilindros o centríolos. Poseen la propiedad de

duplicarse en el momento de la reproducción celular.

e) Los ribosomas.Son orgánulos que se presentan como pequeños corpúsculos ya sea libres o adheridos a

membranas del retículo endoplasmático o de mitocondrias.Los ribosomas juegan un papel importante en la síntesis de las proteínas.

El núcleo o carioplasma

Es un corpúsculo generalmente esférico visible en la mayoría de las células. Ocupa casi siempre el centro de la célula.

Una membrana nuclear doble llamada carioteca, que tiene abundantes agujeros o poros, lo separa del citoplasma.

Las células que tienen un núcleo con membrana nuclear reciben el nombre de células eucariotas (eu: verdadero – cario: núcleo).

El núcleo contiene el jugo nuclear o cariolinfa; sumergidos en esta se encuentran unos filamentos delgados, los cromosomas. Los cromosomas están formados por una sustancia llamada cromatina.

En algunas células del hígado hay dos núcleos y en otras, muchos, como en las fibras musculares.

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¿Qué funciones cumple el núcleo en la vida de la célula?

Para investigar las funciones del núcleo se han realizado varios experimentos de merotomía (mero = parte; tomé = corte). Como la palabra lo indica, el experimento consiste en cortar una célula en trozos; un trozo lleva el núcleo y otros solo un fragmento de citoplasma sin núcleo.

Experimento: merotomía en ameba. Se corta la ameba en tres trozos, dos sin núcleo y otro nucleado.Se observa: en un trozo sin núcleo (2) se produce al principio una emisión de pseudopodios

en todos los sentidos; luego el crecimiento cesa y los movimientos celulares se vuelven lentos; el trozo no se reproduce y alcanza a vivir cerca de tres semanas.

El trozo con núcleo (3) crece y se reproduce.Si al otro trozo sin núcleo (1), antes de su muerte y desintegración, se le injerta un núcleo de

otra ameba, reanuda una vida normal, se recupera y se reproduce.Por lo tanto el experimento permite deducir que: una de las funciones del núcleo es la de

controlar el crecimiento y la reproducción de las células.

Los componentes del protoplasma

Hablar de los componentes del protoplasma es hablar de la materia viva que constituye los organismos vivientes.

El protoplasma es la base de la vida y se caracteriza por realizar un intercambio permanente de materia y energía con el medio.

La materia, sea viva o no, está constituida por átomos.

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Hay distintas clases de átomos, pero cuando una sustancia tiene un solo tipo de átomo esa sustancia es a la vez un elemento. Ej. : el azufre(s) y el hierro(fe)son elementos. Actualmente se conocen 109 elementos.

La gran mayoría de las sustancias están constituidas por uniones de diferentes átomos, es decir, que las sustancias en su mayor parte son compuestos químicos.

Los elementos químicos pueden formar parte:a) Del mundo inorgánico(rocas, minerales, agua, sustancias químicas).b) Del mundo vivo o de los seres vivientes(almidón, aceite comestible).

Las funciones celulares

La célula durante su vida realiza una serie de actividades que le permiten: mantener su vida, relacionarse con el medio, perpetuarse en el tiempo.

Para cumplir con estos propósitos en la célula tienen lugar tres grandes grupos de funciones: Las funciones de nutrición, para mantener la vida. Las funciones de relación, para relacionarse con el medio. La función de reproducción, para perpetuarse.

Las funciones de nutrición

Estas funciones tienen por objeto incorporar alimentos a la célula, transformarlos, distribuirlos, asimilar los útiles y eliminar los inútiles.

Las principales funciones de nutrición son:La digestión, la circulación, la respiración y la excreción.

La digestión

La digestión comienza con una primera etapa que es la ingestión. La ingestión consiste en el pasaje de nutrientes desde el medio exterior al interior de la célula.

La mayoría de las células toman sus nutrientes del medio:a) en forma de solución,b) en forma de partículas sólidas,c) en forma de vesículas o “bolsitas” de líquido.

a) Penetración de los alimentos en solución.Para comprender cómo penetran los alimentos en solución es necesario explicar un

fenómeno físico muy común: la difusión.

La difusión

a) si se colocan algunos granos de sal gruesa en un recipiente con agua, éstos caen al fondo y podemos decir que allí hay una mayor concentración de sal.

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b) si se vuelcan en un recipiente con agua unas gotas de tinta o unos gramos de permanganato de potasio, se puede afirmar que en el lugar donde cayeran esas sustancias hay mayor concentración de las mismas.Si al día siguiente probamos el agua de la parte superior del primer recipiente, notamos que

es salada y los granos de sal han desaparecido.En el otro recipiente la tinta o el permanganato se han “desparramado” y el agua tiene un

color uniforme.En ambos casos, la sal y el permanganato se han trasladado desde el lugar donde estaban

más concentrados hacia donde no había sal ni permanganato desparramándose uniformemente en el recipiente.

El movimiento o flujo de una sustancia desde el lugar de mayor concentración al de menor concentración se denomina difusión.

La sal se difundió en el agua(medio acuoso) y se formó una solución de sal en agua. El permanganato se difundió en el agua y se formó una solución de permanganato. La sal y el

permanganato son solutos.

La ósmosis

La difusión hacia el interior de la célula.Muchas sustancias en solución pueden difundir a través de membranas.La figura muestra un recipiente con dos compartimentos separados por una membrana

semipermeable. La membrana semipermeable permite sólo el pasaje de agua a través de ella. Esa membrana puede ser de pergamino, vejiga de cerdo o de papel de celofán.

El compartimento(1) tiene sólo agua, es decir, 100% de agua.El compartimento (2) tiene una solución, donde el agua es 90% y la sal el 10%.El agua, que está más concentrada en el compartimento(1) difunde al (2) a través de la

membrana.Cuando la sustancia que difunde a través de una membrana es el agua esta difusión recibe el

nombre de ósmosis.

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Ósmosis es la difusión del agua a través de una membrana semipermeable que separa dos soluciones de distinta concentración.

El fenómeno de ósmosis se puede verificar y medir con un aparato llamado osmómetro.

La diálisis

Si se observa la figura se verá que también muestra dos compartimentos. El 1 tiene una solución de sal al 5% y el 2 una solución de sal al 10%, es decir, que el 2 tiene mayor concentración de soluto.

En este caso ambas soluciones están separadas por una membrana permeable o semipermeable muerta.

Ambas dejan pasar no sólo el agua sino sustancias sólidas disueltas.El pasaje de sal se efectúa desde 2 hacia 1 provocado por la difusión desde el lugar de

mayor concentración de sal hacia el lugar de menor concentración de ese soluto.El pasaje de una sustancia sólida disuelta a través de una membrana se denomina diálisis.

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Propiedades de la membrana plasmática

La membrana plasmática de la célula es semipermeable y viva; permite sólo el paso de agua por ósmosis y de solutos de tamaño pequeño por diálisis, pero no de otras sustancias de mayor tamaño. Luego la membrana plasmática tiene permeabilidad selectiva.

La entrada de agua por ósmosis y de solutos pequeños por diálisis se denomina intercambio pasivo.

Cuando los solutos tienen que pasar de un lugar de menor concentración a otro de mayor concentración, cosa que es contraria al fenómeno de la difusión, es necesario un gasto de energía que proveen las mitocondrias.

En este caso se dice que es un intercambio o transporte activo.

a) penetración de los alimentos en forma de partículas sólidas: fagocitosis. A pesar de que la mayoría de las células toman su alimento del medio en forma de

solución, se ha observado que algunas pueden ingerir activamente partículas sólidas.La ameba, animal acuático unicelular, emite prolongaciones de su protoplasma y engloba

partículas sólidas libres en el medio. Este proceso de ingerir partículas sólidas se denominan fagocitosis(fago: voraz; cito: célula).b) penetración de masas líquidas de alimentos: pinocitosis.

A través de al membrana plasmática se ha observado la penetración de masas de líquido en forma de vesícula o “bolsitas”.

Las masas de líquido pueden tener alimentos en suspensión.La membrana realiza movimientos y se ahueca formando un canal que penetra en la célula,

luego se une y deja aislada en medio del citoplasma una vesícula o “bolsita” llena de líquido que muchas veces contiene alimentos, como proteínas en suspensión. Este fenómeno se denomina pinocitosis(pino: beber)

La digestión propiamente dicha

Las partículas que entran en la célula tienen tamaño y composición variable. Por lo tanto, no pueden ser incorporadas al protoplasma sin una preparación y transformación previas.

La transformación se realiza por un doble proceso:a)Mecánico, que consiste en la disgregación de las partículas grandes.b)Químico, que consiste en la transformación de las sustancias ingeridas en otras más sencillas. Esta transformación es realizada por sustancias llamadas enzimas.

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Con las sustancias sencillas, en la célula, se elaboran otras semejantes al protoplasma y se incorporan a este.

Este fenómeno se denomina asimilación. La asimilación tiende a agregar nuevas sustancias para favorecer el crecimiento o para reponer las que han sido destruidas durante el funcionamiento celular.

La circulación

Cualquiera que haya sido la forma de ingestión, el alimento ingerido forma una vacuola digestiva. El movimiento del citoplasma arrastra la vacuola la cual circula por distintos lugares de la célula. Mientras la vacuola circula las enzimas la van digiriendo.

El movimiento circular o circulación interna del citoplasma, recibe el nombre de ciclosis. El movimiento en ciclosis es muy visible en ciertas células como las de la Elodea y las de los pelos de los estambres de la Tradescantia.

La respiración

La respiración se pone de manifiesto por un intercambio de gases:a)La célula toma oxígeno del medio.c) La célula devuelve dióxido de carbono al medio.

El oxígeno penetra por difusión a través de la membrana plasmática.Una vez en el interior se combina con los alimentos.Durante la respiración se desintegran sustancias y se libera energía.La energía la utiliza la célula para realizar sus funciones:Transporte activo de sustancias del exterior al interior, movimientos de ciclosis; división

celular, etc.

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La excreción

No todas las sustancias que la célula ingiere le son útiles; las que no son utilizadas tienen que ser eliminadas como sustancias residuales de la digestión.

El funcionamiento celular produce también residuos tóxicos que perjudican al citoplasma.La célula se libera de ellas eliminándolas a través de la membrana plasmática. La salida de

esas sustancias de desecho a través de la membrana plasmática se denomina excreción. El aparato de Golgi produce los lisosomas. Los lisosomas digieren las partículas

alimenticias que penetran por pinocitosis y los organoides celulares que envejecen. Los residuos de la digestión, son excretados al exterior a través de la membrana celular.

El metabolismo celular

La mayoría de las células cumplen un ciclo vital de distintas etapas: nacen, crecen, maduran, se reproducen, envejecen y mueren. El ciclo vital que cumplen las células se caracteriza por un conjunto de funciones reguladas ordenadamente que constituyen lo que se conoce comúnmente con el nombre de metabolismo celular.

El metabolismo celular tiene lugar en la materia viva o protoplasma en donde ocurren simultáneamente dos procesos metabólicos contrarios.1)Un proceso de construcción o de crecimiento que recibe el nombre de Anabolismo (ana = “lo que se construye”, “eleva”)2)Un proceso de consumo o de destrucción de reservas denominado Catabolismo (cata = “hacia abajo”, descender”).

El metabolismo en las distintas etapas de la vida

Si bien el anabolismo y el catabolismo son procesos simultáneos, durante el ciclo vital predomina uno u otro según la etapa que se considere.

Durante el crecimiento:Hay predominio del anabolismo sobre el catabolismo.En la madurez:El anabolismo y el catabolismo se equilibran.

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En la vejez:El catabolismo predomina sobre el anabolismo y la célula se aproxima a la muerte.Todas las funciones metabólicas requieren un gasto de energía, esta es provista por la

respiración celular y su estudio está dentro de la bioenergética.

Las funciones de relaciónLa irritabilidad o sensibilidad

Estas funciones son las que establecen la interrelación entre la célula y su medio. El medio no es estable sino que en él se producen constantemente cambios ya sea en el orden físico o en el químico. Ej. de cambios físicos: variaciones en la cantidad de luz y en la temperatura.

Ej. de cambios químicos: variaciones del sabor en las comidas y olor en el ambiente.Las células adaptadas para captar las variaciones que se producen en el medio, por ejemplo

un olor, pertenecen a los órganos de los sentidos.El cambio o variación produce un estímulo. El estímulo actúa sobre el protoplasma y

provoca una irritación y ésta una irritación y ésta un impulso que se dirige por un nervio a un centro nervioso y el individuo percibe la sensación de olor.

La capacidad del protoplasma celular para percibir un cambio en el ambiente se denomina sensibilidad.

Hay células adaptadas para captar los cambios de temperatura.Esas células están agrupadas en la piel pero encerradas en cápsulas que se denominan

corpúsculos.Los corpúsculos que perciben las sensaciones de calor reciben el nombre de corpúsculos de

Ruffini y los del frío, corpúsculos de Krause.La sensación de calor o frío produce una reacción en las células y se inicia un impulso que

se transmite a través de un nervio hasta un centro nervioso; el individuo percibe, entonces, la sensación de calor o frío.

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La reproducción celular

Mitosis : es la reproducción celular que se produce en las células eucariontes(células con núcleo verdadero). en estas células el núcleo posee una membrana nuclear que lo separa del citoplasma.

Para interpretar la mitosis es necesario recordar que dentro del núcleo se encuentra la red de cromatina, aparentemente diluida, pero que está formada por finísimos filamentos llamados cromosomas

Cuando comienza la mitosis esos filamentos se espesan, engrosan y se hacen bien visibles como unidades separadas unos de otros, lo que permite conocer su número y forma.

Se puede comparar a cada cromosoma con un resorte de hilo de hierro pero desenrollado. Por lo tanto la cromatina y el cromosoma son dos formas distintas del mismo material.

Siendo la red de cromatina y los cromosomas la mima cosa, que presenta distinto aspecto según el momento en que e lo observe, su composición química es la misma: proteínas y ADN.

¿Cómo se cumple el ciclo de la célula?En el ciclo de la célula se reconocen dos etapas.La primera se llama interfase, en esta etapa la célula crece.La segunda es la mitosis: en esta etapa la célula se divide y el material de la célula madre se

reparte entre las dos células hijas.La mitosis comprende cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase.La división en fases es artificial porque la mitosis es un fenómeno de continuo movimiento

como una película cinematográfica. Cada fase que se muestra en las figuras puede ser comparada a la detención de la película en una imagen que interesa observar y analizar. Para facilitar su comprensión se presenta su explicación con sólo dos cromosomas. El proceso es igual en todos los cromosomas de la célula, el hombre tiene 46 cromosomas.

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Tejidos vegetales

A medida que las plantas presentaron conjuntos de células cada vez más diferenciadas, especializadas en las funciones de protección, sostén, conducción, fotosíntesis, y reproducción, se originaron distintos tejidos y órganos.

En las plantas existen tejidos formados por células que mantienen la capacidad de dividirse, llamados meristemáticos o de crecimiento. Sus células son pequeñas y de paredes delgadas. De los meristemas se originan todos los demás tejidos de la planta. Los meristemas primarios hacen que las plantas crezcan en longitud y se ubican en los extremos de ramas y raíces. El aumento de diámetro de la raíz y el tallo es producido por los meristemas secundarios, que forman una delgada capa interna en toda la extensión de esos órganos.

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Tejidos dérmicos

Epidermis: formado por una sola capa de células aplanadas, en su mayoría transparentes y con paredes celulares gruesas. Excepto en plantas acuáticas sumergidas, la epidermis presenta una cubierta impermeable o cutícula. Entre las células aplanadas se encuentran distribuidos pares de células con cloroplastos que dejan entre sí un espacio, poro o estoma que comunica el exterior con el interior de la planta.

Corcho: formado por c{elulas cuyas paredes están impregnadas de materiales rígidos é impermeables, lo que provoca su muerte, ya que les impide los intercambios. En tallos y raíces, el corcho reemplaza a la epidermis cuando la planta crece en grosor.

Parénquima: formado por células poliédricas de paredes delgadas. Hay dos tipos de parénquima

El que tiene células con cloroplastos, localizados en los órganos verdes y el que tiene células con otros plástidos, por ejemplo para el almacenamiento de alimentos.

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Colénquima: formado por células vivas con paredes engrosadas por celulosa y pectina. Este tejido es el sostén de las regiones de crecimiento de los tallos y ramas jóvenes.

Esclerénquima: formado por células muertas con paredes engrosadas por lignina que da rigidez a la pared celular.

Las células del esclerénquima pueden ser poliédricas observadas en semillas y frutos. Por ejemplo, dan a las peras textura áspera característica.

Las fibras alargadas se reúnen en grupos formando filamentos. Por ejemplo observables en las telas de lino y algodón.

Xilema: es un tejido complejo, su función es conducir el agua y las sales minerales y dar soporte al tallo. El tipo fundamental de células del xilema son las traqueidas compuestas por lignina, lo que las hace prácticamente impermeables, por lo cual mueren. Pero el agua puede pasar. A partir de las traqueidas se originan fibras especializadas en el soporte y las células más cortas y más anchas que componen el vaso leñoso. Este es un tubo continuo y presenta en sus paredes laterales, zonas que no se impermeabilizan, esto permite el pasaje de agua a las células vecinas.

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Floema: estas células reciben el nombre de tubos cribosos. Son alargadas y dispuestas unas sobre otras como en el xilema, pero los tabiques transversales no desaparecen y presentan poros que comunican a las células entre sí. Las funciones de cada célula están reguladas por el núcleo de una célula anexa, dado que las células cribosas carecen de núcleo.

Los tubos cribosos transportan azúcares y otros compuestos orgánicos disueltos desde las hojas hacia el resto de la planta.

Tejidos animales

Según las formas celulares y las funciones que llevan a cabo las células, se distinguen cuatro tipos de tejidos animales: epitelial, conectivo, muscular y nervioso.

Los tejidos epiteliales protegen el cuerpo de los agentes externos y también de la producción de sustancias que posteriormente serán expulsadas al exterior o a la sangre.

Estas células son de sustancia intercelular o nula. Pueden formar láminas de una sola capa o de varias, pero también pueden formar una masa compacta e irregular.Los epitelios externos protegen a los animales contra la desecación. También recubren órganos que comunican con el exterior, ejemplo: sistema urinario, digestivo, respiratorio. Puede observarse en los caparazones de moluscos o en las cutículas de los insectos.Los órganos que no comunican directamente con el exterior como el corazón y los vasos sanguíneos están revestidos por endotelio.Una variedad de tejido epitelial es el glandular, como por ejemplo los que segregan mucus y enzimas en los epitelios del aparato digestivo.

Los tejidos conectivos se llaman así porque su función principal es conectar y sostener los diferentes órganos del cuerpo, rellenando también los espacios entre otros tejidos u órganos. Sus células están separadas ya que poseen abundante sustancia intercelular sólida o líquida que recibe el nombre de matriz.

Se agrupan según la característica de esa matriz. Esta puede ser sólida o dura como en los cartílagos, estar impregnada de calcio, como en los huesos y en los dientes, formar cordones resistentes como en los tendones, o ser líquida como en la sangre y en la linfa.

Los tejidos conectivos pueden realizar ciertas funciones de nutrición y de defensa. Estas funciones son posibles por la gran variedad que existen tales como las fibras, los fibroblastos, los adipositos. Las fibras son estructuras de proteínas flexibles y extensibles. Ejemplo el colágeno de la piel, la elastina también de la piel, que recuperan su forma original después de su estiramiento.

Los fibroblastos son células grandes, estrelladas presentes en las articulaciones.Los adipositos son células que acumulan grandes cantidades de lípidos o grasas como

reserva.

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El tejido muscular está constituido por células alargadas especializadas en la contracción que reciben el nombre de fibras musculares. Estas fibras, unidas entre sí por tejido conectivo, forman los músculos. Estos músculos poseen vasos sanguíneos y terminaciones nerviosas.Se distinguen tres tipos de músculos: los músculos estriados o esqueléticos, formados por células largas y con muchos núcleos, son responsables de los movimientos del esqueleto. En ellos las miofibrillas se disponen formando bandas claras y oscuras que se alternan y les dan el aspecto estriado característico. Estos músculos se contraen en forma voluntaria y rápida.Los músculos lisos son los que forman parte de las paredes de los órganos internos como los del sistema digestivo, respiratorio, urinario, reproductor y los vasos sanguíneos. Estas células son alargadas, pequeñas, y tienen un solo núcleo central. Estos músculos se contraen en forma lenta e involuntaria.El músculo cardíaco está compuesto por una variedad de tejido estriado integrado por largas fibras musculares pero con un único núcleo. Sus células forman una red y quedan conectadas, en consecuencia, actúan como una unidad contrayéndose todas en forma simultánea durante el latido cardíaco.

El tejido nervioso tiene como función captar las variaciones internas y externas que afectan al organismo, y en transmitir esas señales a los centros nerviosos donde se elabora una respuesta. Está constituido por neuronas, células ramificadas encargadas de la producción y conducción de señales electroquímicas llamados impulsos nerviosos. Las neuronas constan de un cuerpo celular estrellado que contiene núcleo y la mayoría de los organoides. Posee además una serie de prolongaciones cortas llamadas dendritas y una formación larga, el axón. Las dendritas reciben el impulso junto con el cuerpo celular y el axón lo conduce rápidamente a grandes distancias. Los axones pueden ser muy largos, por ej. El de una neurona de la médula espinal puede extenderse hasta el dedo gordo del pie. En el tejido nervioso las neuronas están dispuestas una a continuación de otra, de modo que las ramificaciones de un axón se conectan con las dendritas de la neurona contigua. Los axones de las neuronas, llamados también fibras nerviosas, pueden encontrarse agrupados y envueltos por tejido conectivo formando los nervios.

ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACION

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Actividad 1

a) Observa los esquemas correspondientes a una célula vegetal y otra animal tal como se aprecian con un microscopio óptico.

b) Indica el nombre de cada una de las partes en los extremos de las líneas.

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c) Completa los cuadros siguientes enumerando las estructuras comunes a ambas células (cuadro A), y las estructuras específicas de cada una de ellas (cuadro B):

A

Célula vegetal Célula animal

B

Actividad 2

Identifica la respuesta correcta y marca con una cruz en el interior del paréntesis:

- Los cloroplastos se encuentran en:( ) la célula animal.( ) la célula vegetal.( ) el núcleo celular.

- La respiración celular se produce en:( ) el complejo Golgi.( ) los lisosomas.( ) las mitocondrias.

- Los ácidos nucleicos están ubicados en:( ) el núcleo celular.( ) el citoplasma.( ) en las vacuolas.

- La pared celular caracteriza a la:( ) célula animal.

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( ) membrana nuclear.( ) célula vegetal.

- La fagocitosis es un proceso celular para:( ) la respiración de la célula.( ) la ingestión de partículas alimenticias sólidas.( ) la excreción de sustancias residuales de la digestión.

- La función del núcleo celular es:( ) controlar el crecimiento.( ) intervenir en la formación de vacuolas digestivas.( ) regular la secreción y excreción de la célula.

Actividad 3

Explica el significado de los siguientes términos:

Mitocondria ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Cloroplasto ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Virus ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Bacteria ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Tejido ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Organo ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Actividad 4

¿Cuál es el aumento final que se alcanza empleando un objetivo de 75x y un ocular de 5x?

Actividad 5

Indica en el paréntesis el número correspondiente a la respuesta correcta:

a) La oxidación se cumple en presencia de: 1. Oxígeno, 2. Agua, 3. Dióxido de carbono ....................................... ( )

b) Si colocamos una célula en agua salada: 1. De la célula sale agua, 2. En la célula entra agua .............................................................. ( ).

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c) La entrada de alimentos a la célula se produce por: 1. Osmosis, 2. Exósmosis, 3. Fagocitosis ....................................... ( ).

d) La sustancia responsable de la herencia es: 1. ATP, 2. ARN, 3. ARN mensajero, 4. ADN ......................................... ( ).

Actividad 6

El siguiente texto vincula funcionalmente a los organoides celulares. Completa las líneas punteadas según corresponda:

Una célula recibe nutrientes orgánicos, los cuales son digeridos a través de la acción de .............................; estos organoides contienen ............................... que fueron producidas por ..................................................

La actividad de estos organoides está controlada por..............................................

Actividad 7

Responde a los siguientes interrogantes.

a) ¿Qué se entiende por "metabolismo celular"?

b) ¿Cuál es la diferencia existente entre la fagocitosis y la pinocitosis?

c) ¿A qué se llama "funciones de relación" y cuál es su importancia?

CLAVE DE CORRECCION DE ACTIVIDADES

Actividad 1

a) - b) Ver esquema de la página 48

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c)A: membrana plasmática - citoplasma - aparato de Golgi - mitocondrias - gotas de grasa - cromatina - nucléolo - membrana nuclear. B: Célula vegetal: plástidos - plasmodesmos - pared celular - grandes vacuolas. Célula animal: glucógeno - centro celular o centríolo - vacuolas pequeñas.

Actividad 2

- Los cloroplastos se encuentran en: la célula vegetal.- La respiración se produce en: las mitocondrias.- Los ácidos nucleicos están ubicados en: el núcleo celular.- La pared celular caracteriza a la: célula vegetal.- La fagocitosis es un proceso celular para: la ingestión de partículas alimenticias sólidas.- La función del núcleo celular es: controlar el crecimiento y reproducción celular.

Actividad 3

Mitocondria: Organoide celular citoplamático encargado de la respiración celular.Cloroplasto: Plástido que contiene en su interior clorofila, pigmento verde que capta la

energía luminosa empleada en la nutrición autótrofa.Virus: Agregado o conjunto de moléculas (ADN o ARN más proteínas) que carece de

actividad fuera de otros seres vivos.Bacteria: Célula vegetal de tipo procarionte.Tejido: Conjunto de células semejantes que realizan una misma función.Organo: Conjunto de tejidos iguales o diferentes que se reúnen para cumplir una misma

función.

Actividad 4

El aumento final es: 375x

Actividad 5

a) 1b) 1c) 1,3d) 4

Actividad 6

Una célula recibe nutrientes orgánicos, los cuales son digeridos a través de la acción de los lisosomas; estos organoides contienen enzimas digestivas (proteínas degradativas), que fueron producidas por los ribosomas.

Una vez simplificados dichos alimentos, liberarán su energía a través del proceso de respiración celular que se lleva a cabo en las mitocondrias. La actividad de estos organoides está controlada por el núcleo celular.

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Actividad 7

a) La vida de una célula es la resultante de infinitas reacciones complejas que se producen de forma permanente y que constituyen el metabolismo celular.

b) La diferencia radica en que en la fagocitosis hay incorporación de grandes partículas alimenticias sólidas, y en la pinocitosis la incorporación es de grandes partículas líquidas.

c) A través de las funciones de relación las variaciones del medio ambiente actúan a modo de estímulos y hacen que las células elaboren respuestas. Estas funciones son las que establecen la interrelación entre la célula y el medio.

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