LICEO CARMELA CARVAJAL DE PRAT PROVIDENCIA DPTO DE BIOLOGIA GUÍA DE APRENDIZAJE N°1 FECHA DE EDICIÓN 22 Agosto 2011 SECTOR: BIOLOGIA NIVEL/CURSO: 8°básico PROFESOR(ES): Ana Belén García A. / Fabiola Gallardo S. MAIL DE PROFESORES: Ana Belén García A. : [email protected] Fabiola Gallardo S. :[email protected] UNIDAD TEMÁTICA o DE APRENDIZAJE: Estructura y función de los seres vivos: Estructura celular y requerimientos nutricionales CONTENIDO: La célula estructura y función APRENDIZAJE ESPERADO: Diferenciar entre los distintos tipos celulares TIEMPO PARA DESARROLLO: 3 días PLAZO DE ENTREGA: 26 de Agosto 2011 Instrucciones: Lee atentamente la guía. Puedes utilizar tus apuntes Contesta en los cuadros de texto asignado para las respuestas con un color distinto al de la guía. Reenviar la guía resuelta al mail de la profesora de tu curso según corresponda Fabiola Gallardo S. : 8° A-B Ana Belén G. : 8° C- D- E No olvides crear tu portafolio y guardar tus avances Esperamos que sea una buena instancia para aprender La célula Introducción. Todos los organismos estamos constituidos por células y por esto es tan importante saber cómo son las células y cómo funcionan. De hecho, todavía no se sabe del todo cómo funcionan ni como controlan por sí mismas cuando toca hacer una cosa y cuando tienen que dejar de hacerlo. Las células lo hacen y esto es suficiente, excepto cuando dejan de hacerlo bien y empiezan las denominadas enfermedades degenerativas, como por ejemplo el cáncer, en el que las células no paran nunca de dividirse y provocan la muerte del organismo. El mundo de las células es un mundo apasionante, lleno de misterios y en el que prácticamente cada año se hacen grandes descubrimientos. Teoría Celular: El estudio de las células tiene sus orígenes en las observaciones, al microscopio óptico, de láminas delgadas de corcho realizadas por Robert Hoocke en 1655. A las celdillas que observó les dio el nombre de célula que en latín significa espacio vacío. Posteriormente Anton van Leeuwenhoeck (1674) reconoció la existencia de células libres, a diferencia de las células unidas encontradas por Hoocke . Además observó cierta organización dentro de las células. Muchos años después (1831) Robert Brown descubre el núcleo de la célula, y llega a establecer que el núcleo es un componente fundamental que aparece en las células En 1838 el botánico Mathias Jakob Schleiden llega a plantear, como resultados de sus investigaciones, que la célula es la unidad estructural de los vegetales. Por otra parte el zoólogo Theodor Schwann (1839) concluye, a partir de sus investigaciones, que esta es la unidad estructural de los animales. Con todas estas investigaciones se logró establecer a fines del siglo XIX la llamada TEORÍA CELULAR de Schleiden y Schwann que postula fundamentalmente que: la célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos. En 1855 el científico alemán Rudolph Virchow planteó que toda célula derivaba de una célula preexistente este nuevo postulado da origen a la teoría celular moderna que se resume a continuación: La célula y sus organelos son la unidad estructural que forma parte de todo ser vivo, desde una bacteria hasta la ballena azúl. La célula es la unidad funcional de los seres vivos; realiza todos los procesos, reacciones químicas y funciones que posibilitan la vida. La célula es la unidad de origen; toda célula proviene de otra preexistente. Como ocurre en los organismos que se reproducen asexualmente. En los organismos que se reproducen sexualmente, las células sexuadas o gametos posibilitan el desarrollo de un nuevo ser vivo. 1 . La célula. Es la estructura viva más sencilla que se conoce, es decir que es capaz de realizar las tres funciones vitales, que son nutrirse, relacionarse y reproducirse. Consta de dos partes que son la membrana plasmática y el citoplasma. Membrana plasmática. Es la capa que delimita la célula. Regula la entrada y salida de sustancias. Citoplasma. Es el contenido de la célula. En él se puede diferenciar un medio líquido denominado plasma o citosol y una serie de estructuras denominadas organelos celulares. Los principales son los ribosomas, las vacuolas, las mitocondrias, el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi y, sólo en las células que hacen la fotosíntesis los cloroplastos. En el interior de la célula hay una o más moléculas de una sustancia denominada ADN. Se trata de unas moléculas muy alargadas, tan largas que tienen el aspecto de un hilo de coser, que contienen la información genética, es decir la información de como es y cómo funciona la célula. Una copia de estas moléculas se pasa a cada una de las células hijas para que puedan existir. Según que las moléculas de ADN estén dispersas en el citosol o rodeado de una membrana especial formando una estructura denominada núcleo, se diferencian dos tipos de células: las procariontes y las eucariotntes. 2.- Células procariontes: Son las células que no tienen núcleo, es decir son las que presentan su ADN más o menos condensado en una región del citoplasma pero sin estar rodeado de una membrana. El ejemplo más importante de células procariotas son las bacterias. Son células muy sencillas, sus organelos prácticamente sólo son los ribosomas, los mesosomas (unas estructuras exclusivas de estas células) y algunas también tienen unos flagelos muy sencillos http://2.bp.blogspot.com/_vwpOdFPkZ6o/S8Cb0UuSfXI/AAAAAAAAAGQ/q_3vWWRdP4g/s1600/4%C2%BA%2BC%C3%A9lula%2Bprocariota%2B%2 Bwww.bolivar.udo.edu.vebiologiaprocariota.htm.jpg Pared Bacteriana: Pared celular formada por peptidoglucanos que protege y da soporte a la célula. Membrana plasmática o celular: Membrana celular compuesta por una bicapa de fosfolípidos con proteínas incrustadas. Citoplasma: material contenido dentro de la membrana plasmática de la célula. Ribosomas: complejo supramolecular formado por dos subunidades, formado por ARNr y proteínas, lugar donde se sintetizan las proteínas. ADN: material genético formado por nucleótidos donde se encuentra la información de todos los seres vivos. Flagelo: estructura que permite el movimiento celular. Mesosoma: invaginación de la membrana celular donde existen enzimas que permiten la realización de diversos procesos metabólicos como la respiración celular y fotosíntesis en las cianobacterias. Cápside o cápsula: Recubrimiento pegajoso de polisacárido o proteína que algunas bacterias patógenas secretan afuera de su pared celular; ayuda a las células a formar agregados y adherirse a superficies lisas. Las bacterias pueden tener distintas formas como las que se muestran a continuación Cocos: forma redondeada Bacilos: forma alargada y parecida a bastoncitos Espirilos: forma de espiral o sacacorchos Vibrios o Vibriones: forma de coma Células eucariontes: Son las células que tienen núcleo verdadero, es decir son las que presentan su ADN rodeado de una membrana (carioteca). Tienen estructura eucarionte las células de los animales, plantas, algas, hongos y protozoos. La célula eucarionte: Se puede definir como una estructura biológica constituida por tres partes denominadas membrana plasmática, citoplasma y núcleo, que es capaz de realizar las tres funciones vitales. La célula eucarionte es la unidad estructural y funcional de todos los organismos pluricelulares. Presenta formas y tamaños muy diferentes. Generalmente tienen una medida de unos 0,020 mm, pero algunas células eucariotas, como la yema del huevo de gallina, tienen más de un centímetro de diámetro 3. Tipo de células eucariontes: Se diferencian dos tipos principales que son las constituyen los animales y las que constituyen los vegetales. • Células animales. Se caracterizan por no presentar membrana de secreción o, si la presentan, nunca es de celulosa, por tener vacuolas muy pequeñas, por la carencia de cloroplastos y por presentar centríolos (centrosoma), organelo relacionado con la presencia de cilios y de flagelos http://fotos.imagenesdeposito.com/imagenes/p/partes_de_la_celula16224.gif • Células vegetales. Se caracterizan por presentar una pared gruesa de celulosa situada en el exterior (sobre la membrana plasmática), por tener grandes vacuolas y cloroplastos (unos orgánelos de color verde debido a que contienen clorofila, que es la sustancia gracias a la cual pueden realizar la fotosíntesis) y porque no tienen ni cilios ni flagelos http://www.areaciencias.com/EJERCICIOS%20AUTOEVALUACION/LA%20DIVERSIDAD%20DE%20LOS%20SERES%20VIVOS/celula%20vegetal.jpg La membrana celular: la membrana plasmática o celular es una delgada membrana superficial que delimita la célula y le da forma. Entre sus funciones está la de mantener la integridad celular, y de regular el cambio de sustancias entre la célula y el medio; esto último se conoce como permeabilidad de la membrana, la cual es diferente para cada tipo de sustancia que entra o sale de la célula, por ello se dice que la célula tiene una permeabilidad selectiva al paso de sustancias. ORGANELOS CELULARES: Son pequeños cuerpos intracelulares delimitados por una o dos membranas. Realizan cada una de las funciones que posibilitan la vida en las células. Estructura de una célula 1.- MITOCONDRIAS: Las células de organismos heterótrofos necesitan obtener energía a partir de los alimentos que ingieren. A nivel celular estas estructuras son las encargadas de aprovechar la energía contenida en las sustancias nutritivas, como en el caso de la glucosa la cual transforman en energía útil para el crecimiento, reparación y desarrollo celular. Esta pequeña fábrica celular tiene pequeñas dimensiones , de forma elíptica , es importante destacar que estos organelos poseen ADN mitocondrial y una doble membrana esto indica una teoría evolutiva la teoría endosimbiótica. La forma de energía que se crea en esta mini industria se llama ATP 2.-CLOROPLASTOS: Los organismos autótrofos pueden obtener la energía útil para su desarrollo a partir de nutrientes sintetizados por ellos mismos, no así los heterótrofos que reciben la energía de los alimentos que ingieren. Sabemos que los autótrofos pueden llevar a cabo el proceso de la fotosíntesis, donde producen glucosa y oxígeno a partir de dióxido de carbono agua y luz el organelo donde ocurre este extraordinario proceso que sustenta la vida en la tierra es el cloroplasto. La glucosa producida puede ser empleada para generar ATP y esta energía puede ser empleada en forma inmediata por la célula. Los cloroplastos se encuentran en forma exclusiva en las células vegetales de plantas y algas verdes. Al igual que las mitocondrias están formadas por una doble membrana y poseen su propio material genético o ADN plastidial. 3.-RETICULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER): conjunto de sacos membranosos aplanados. Este organelo está formado por un Sobre la superficie externa de su membrana, es posible distinguir pequeños cuerpos que le confieren una apariencia rugosa, lo que determina su nombre. Estas rugosidades no son otra cosa que los ribosomas, complejos supramoleculares formados por proteínas y ARN que participan directamente en el proceso de síntesis de proteínas ; las cuales forman parte de la membrana plasmática, aparato de golgi, lisosomas, y del propio retículo . El RER se encuentra particularmente desarrollado en células que sintetizan proteínas que son exportadas fuera de la célula. Tal es el caso de las células del estómago y un tipo de células del páncreas encargadas de producir enzimas digestivas que son liberadas hacia el tubo digestivo. 4.- RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (REL): Tiene una estructura similar al RER, pero la ausencia de ribosomas sobre su superficie le confiere el aspecto liso . El REL participa en reacciona metabólicas relacionadas con la síntesis de ácidos grasos y fosfolípidos dos sustancias químicas de naturaleza lipídica. Tanto los ác. grasos como los lípidos son importantes constituyentes de la membrana plasmática y los organelos: lisosomas, mitocondria, complejo de golgi, etc. El REL se encuentra muy desarrollado en células de órganos relacionados con el metabolismo de lípidos por ejemplo hepatocitos o células hepáticas. Existen ciertas sustancias que aumentan el tamaño del REL; los barbitúricos, el alcohol y los agentes cancerígenos etc. Este hecho se relaciona directamente con otra de sus importantes funciones: la detoxificación de drogas. 5.- LISOSOMAS: Es el organelo responsable de los procesos de digestión intracelular. Esta rodeado por una membrana es de forma esférica En su interior existe un grupo de enzimas, específicas que llevan a cabo la degradación de: proteínas, lípidos, hidratos de carbono, y ácidos nucleicos. Las enzimas son inactivas en el lisosoma primario y permanecen latentes hasta que la membrana del organelo sea deteriorada o alguna sustancia entre hasta este compartimiento celular. La unión entre una vacuola que contenga un material ingerido por la célula y el lisosoma primario da primario da por resultado un lisosoma secundario: En este lisosoma secundario las enzimas se activan y digieren el material ingerido, difundiendo los productos hidrolíticos hacia el citoplasma. Los leucocitos de la sangre, encargados de ingerir y destruir gérmenes infecciosos u otras partículas extrañas al organismo humano, contienen una gran cantidad de lisosimas. 6.- APARATO DE GOLGI: Es un organelo delimitado por una sola membrana; está constituido por una serie de sacos membranosos apilados que transportan diversas sustancias desde el ap. de golgi hacia el resto del citoplasma. El aparato de golgi es el organelo que regula el destino de las diferentes proteínas sintetizadas en el RER. Este organelo alcanza su mayor desarrollo en las células con función secretora como en el caso de las células presentes en el período de la lactancia. 7.- RIBOSOMAS: Son unos organelos complejos que contienen ARN y proteínas. Se encuentran en las células vegetales y animales, libres en el citoplasma o adheridos al RER. Tienen forma esférica y su función es la de ser el lugar de la célula donde se sintetizan (forman) proteínas. 8.- VACUOLAS: Son cavidades rodeadas por una membrana y se forman a partir del retículo endoplasmático o el aparato de golgi. Son características de las células vegetales, donde ocupan casi todo el citoplasma cuando las células son adultas. 9.- EL NÚCLEO: Suele ser esférico y está envuelto por la “membrana nuclear”, formada por dos láminas concéntricas de la misma naturaleza que la membrana plasmática. Presenta varios poros que permiten la salida hacia el citoplasma de las sustancias elaboradas en el núcleo de productos procedentes del exterior. La membrana nuclear una sustancia viscosa y homogénea el “nucleoplasma”. El núcleo es el cerebro celular que regula el funcionamiento coordinado de los demás organelos. En el interior del núcleo se encuentra el ADN que es la macromolécula que contiene la información genética. 10.- CENTRIOLOS: Son dos organelos cilíndricos dispuestos perpendicularmente entre sí; este organelo es característico de las células animales, y tienen como función principal participar en el proceso de división celular; además participan en la formación de cilios y flagelos, que son órganos vibrátiles que permiten el movimiento de algunos tipos de células. ACTIVIDADES: A partir de la guía de organelos celulares desarrolla y responde las siguientes actividades en el cuadro de texto correspondiente. 1.- Explica en el espacio en blanco la diferencia de significado entre cada par de términos. a) Moléculas inorgánicas/moléculas orgánicas: b) célula procarionte/célula eucarionte: c) célula animal / célula vegetal: d) Membrana celular/ pared celular: e) ADN / ARN: 2.- A partir del siguiente esquema explica en forma completa qué relación existe entre el RE , el Complejo de Golgi y la formación de un lisosoma : 3. De acuerdo a las funciones descritas para cada una de las partes de la célula, deduce la relación funcional que existe entre las siguientes estructuras y elabora un ejemplo para indicar la relación: a.- Citoesqueleto y centriolos b.- Vacuolas y cloroplastos: c.- Núcleo y RER d.- RER y Golgi e.- Cloroplastos y mitocondrias 4.- Propone al menos tres nuevas relaciones funcionales, distintas a las sugeridas antes. 1.- 2.- 3.- 5.- Elabora un cuadro comparativo ente una célula procarionte y una eucarionte Criterio Ej Tamaño procarionte eucarionte 6.- Elabora un cuadro comparativo ente una célula animal y vegetal Criterio Ej. Tipo de nutrición animal vegetal ¡Buen trabajo!