Liceo de Aplicación Preuniversitario

Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
Guía N° 1
Contenidos: BIOLOGIA CELULAR
Para poder estudiar a los seres vivos debemos definir límites y agrupaciones que permitan
ver las características comunes entre los organismos.
Así se han establecidos 5 reinos de los seres vivos, representados en el siguiente cuadro y
en la imagen inmediatamente ubicada bajo éste.
Reinos de los seres vivos
1
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
Si bien la clasificación de los seres vivos se ha utilizado durante años, actualmente hay una
nueva propuesta de agrupación llamada clasificación por dominios representada en la
siguiente imagen
En ella se distinguen 3 dominios:
- Archea formado por organismos procariontes con características prehistóricas y se
sugiere que mantienen las propiedades de sobrevivir en ambientes extremos (ácidos,
básicos, de altas temperaturas o de muy bajas) por lo que son llamadas extremófilas.
- Eubacteria: Bacterias verdaderas, corresponde a las bacterias actuales mas conocidas y
comunes, en ellas hay gran variedad de propiedades como su metabolismo heterótrofo y
autótrofo, su capacidad aeróbica y anaeróbica.
- Eucaria: corresponde a los organismso formados por células con núcleo como los
protozoos, los hongos, vegetales y animales
2
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
“Todo organismo vivo está construido de la misma manera y constituido por las mismas
unidades fundamentales: las células”.
La célula es la unidad básica de organización de los seres vivos, tanto en lo que se refiere a
morfología como a función. La estructura de todos los organismos está constituida por
células, desde los unicelulares, que poseen sólo una, hasta los multicelulares o
pluricelulares, que pueden presentar billones. Es una unidad funcional porque en ella
ocurren los procesos metabólicos esenciales para el mantenimiento y la autoperpetuación
del organismo.
La biología estudia las células en función de su constitución molecular y la forma en que
cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos, como el ser humano. Para
poder comprender cómo funciona el cuerpo humano sano, cómo se desarrolla y envejece
y que falla en caso de enfermedad, es imprescindible conocer las células que lo
constituyen.
La palabra célula se empezó a usar hace unos tres siglos, en 1665, cuando Robert Hooke,
valiéndose de un microscopio construido por él mismo, notó que el corcho, estaba
formado por pequeñas cavidades a las que llamó células (lo que significa pequeñas
celdas).
En el curso de los siguientes 175 años, la investigación desembocó en la TEORIA CELULAR,
primero propuesta por el botánico alemán Mathias Schleiden y el zoólogo alemán
Theodore Schwann en 1831 y formalizada por el investigador alemán Rudolf Virchow en
1858. En su forma moderna, esta teoria tiene cuatro postulados básicos:
- La células es la unidad estructural de todos los seres vivos, es decir, todos los
organismos vivientes están constituidos por células.
- La célula es la unidad funcional de toda la materia viva, todas las funciones
químicas y fisiológicas básicas, por ejemplo la respiración, el crecimiento, el
movimiento, la inmunidad, la comunicación, y la digestión, ocurre al interior de la
misma.
- La célula es la unidad de reproducción y de origen de los seres vivos, o sea,
todas las células están producidas por la división de células preexistentes
- Cada célula contiene material genético hereditario que determina las
características de cada célula y del organismo.
3
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
1. LA CÉLULA COMO UNIDAD FUNCIONAL
1. 1 Características Generales de las Células.
Existe una gran diversidad de células, de acuerdo a su tamaño, forma y tipo de asociación,
como consecuencia de su adaptación evolutiva a ambientes diferentes o funciones
diferentes dentro de un organismo. Sin embargo, los citólogos han descubierto que todas
las células son similares. Todas están compuestas mayormente de moléculas que
contienen C, H, O, N, P, S. Aunque muchas de las estructuras no vivientes también
contienen estos elementos, las células son diferentes en su organización y el
mantenimiento de un límite, su habilidad de regular su propia actividad, y su metabolismo
controlado.
Y por otra parte, todas las células comparten tres características comunes y básicas LAS
TRES M:
a) MEMBRANA PLASMÁTICA, que consiste en una doble capa de fosfolípidos, la
cual es una membrana adiposa que encierra la célula. Esta membrana contiene
varias estructuras que le permiten a las células desarrollar labores necesarias; por
ejemplo, canales que le permiten a las sustancias moverse dentro y fuera de la
célula, azucares que le permiten a la célula poder ser reconocidas por otras células,
y proteínas que le permiten a las células unirse unas a otras.
b) METABOLISMO, conjunto de reacciones químicas (de formación de
macromoléculas (anabolismo) o de degradación de estas (catabolismo) que
ocurren en el citoplasma celular y en los organelos celulares – estructuras celulares
similares a los órganos del cuerpo que cumplen funciones específicas para la
célula. No todas las células poseen los mismos organelos y la presencia de estos
permite distinguir entre los tipos celulares y las funciones que realizan las células
en un tejido.
c) MATERIAL GENETICO, un centro de almacenamiento de la información genética
(ADN), y control de los procesos vitales (mecanismos de regulación génica).
1.1.1 FORMA Y TAMAÑO DE LAS CÉLULAS.
Las células tienen variadas formas, así como se pueden encontrar algunas más largas que
anchas, como las neuronas (células del tejido nervioso); otras equidimensionales como las
del parénquima (células del tejido vegetal) y eritrocitos (glóbulos rojos de la sangre); y
otras de forma cambiante, como los leucocitos (glóbulos blancos) o las amebas
(protozoos). La estabilidad y especificidad de cada forma celular depende de 4 factores:
a) Especificidad genética: es el principal factor. La información contenida en el
ADN y expresada en proteínas determina la diferenciación de la célula y, por lo
tanto, su forma.
4
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
b) Adaptación funcional: depende de la especificidad genética y como
consecuencia de la diferenciación de la célula, ésta adquiere una forma que se
adapta a la función que deberá cumplir.
c) Presión o tensión superficial y presión de vecindad: las presiones que ejercen
los líquidos a ambos lados de la superficie celular (LIC y LEC) y la presión de otras
células, influyen en la forma de ellas. Ejemplo, una célula aislada en un medio
líquido (isotónico), tiende a tomar la forma esférica y, cuando están agrupadas en
grandes masas adoptan la forma poliédrica.
d) Presencia de pared celular: en células vegetales en procariontes y hongos, hay
una pared celular rígida que determina la forma celular, en cambio las células
animales que no poseen pared celular, pueden tener diferentes
formas(determinada por el citoesqueleto), algunas más definidas que otras.
Respecto al tamaño celular, en general, las células son tan pequeñas que no las
podemos ver a simple vista ni menos medir con los sistemas métricos convencionales,
por los que se ha definido una nueva escala de medidas señaladas a continuación.
Nombre
Medida
Micrómetro o micrón (um)
1 x 10-6 metros
Nanometro (nm)
1 x 10-9 metros
Anstrong (A)
1 x 10-10 metros
El tamaño es extremadamente variable. Existen bacterias con 1 y 2 micras de longitud. Las
células humanas presentan mucha variabilidad: glóbulos rojos de 7 micras, células del
5
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
hígado con 20 micras, espermatozoides de 53 micras y oocitos de 150 micras.
En los vegetales los granos de polen pueden llegar a medir de 200 a 300 micras y algunos
oocitos de aves pueden medir entre 1 (codorniz) y 7 centímetros (avestruz) de diámetro.
En cualquier caso, para la viabilidad de la célula y su correcto funcionamiento siempre se
debe tener en cuenta la relación superficie-volumen. Puede aumentar considerablemente
el volumen de la célula y no así su superficie de intercambio de membrana lo que
dificultaría el nivel y regulación de los intercambios de sustancias vitales para la célula.
También es importante la relación entre volumen citoplasmático y volumen nuclear,
centro de control de la célula, para proporcionar suficientes copias de información
necesaria para regular los procesos tienen lugar en el citoplasma de una célula. Por este
motivo, la mayoría de las células metabólicamente activas (gran cantidad de procesos
químicos) son pequeñas.
1.1.2 ORGANIZACIÓN CELULAR INTERNA
Según el grado de complejidad de su organización interna las células se pueden clasificar
en células procarioticas o procariontes y células eucarióticas o eucariontes. La diferencia
fundamental entre ambas es la presencia en estas últimas, de estructuras membranosas
que compartimentarían estructural y funcionalmente a la célula.
6
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
Las células eucariotas poseen en su interior estructuras internas bien definidas y muchas
de ellas delimitadas por membranas, por ejemplo el núcleo que contiene el ADN celular,
en cuanto a la célula procariota, no posee organelos membranosos y el ADN se encuentra
libre en el citoplasma celular. Además las procariotas con células simples y de muy
pequeño tamaño (generalmente menor a 10 um).
1.1.3 ESTUDIO DE LAS CÉLULAS.
El reducido tamaño de las células ha llevado a los científicos a desarrollar diversos
métodos tecnológicos para poder observar y entender su funcionamiento. Una de las
tecnologías directamente relacionada con el estudio celular es el desarrollo de la
microscopia. Su origen se le atribuye a los hermanos Janssen en 1595, estos primeros
microscopios fueron llamados simples porque consistían en una única lente. En 1665 el
científico Robert Hooke utilizó un microscopio compuesto (formado por dos lentes) para
observar láminas de corcho y acuñar por primera vez la palabra célula derivada de la
descripción de las “celdas” que observaba en el tejido vegetal.
- Microscopía óptica: Los microscopios ópticos compuestos modernos presentan
un lente en un tubo por donde el observador mira y 3 o 4 pequeños lentes
llamados objetivos ubicados en una estructura móvil llamada revolver. Los
objetivos tienen distintos poderes de aumento denominadas X, así se encuentran
objetivos 4x, 10x, 40x y 100x indicando que aumentan la imagen, 4, 10, 40 o 100
veces. Para poder observar un tejido este material debe ser teñido con pigmentos
y cortado en delgadísimas lonjas para permitir que la luz la atraviese, ya que los
microscopios ópticos utilizan una fuente de luz que ilumina desde abajo y hacia
arriba, este tejido se debe ubicar sobre la platina y las lentes se enfocan con los
tornillos macro y micrométricos para obtener una buena imagen.
7
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
- Microscopia electrónica: Fue ocupado por primera vez en 1932, se basa en un haz
de luz de electrones de alta velocidad y campos electromagnéticos en vez de
lentes ópticos. La imagen de los tejidos estudiados se emiten a una pantalla de
computador o a placas fotográficas. Este sistema tiene mayor capacidad de
aumento y permite generar imagen con mayor resolución y nitidez. Existen dos
tipos de microscopios electrónico: De transmisión (tiene el mismo principio de los
microscopios óptico al hacer atravesar los haces de electrones a través de los
tejidos) y el de barrido que bombardea los tejidos por su superficie y permite crear
imágenes tridimensionales del objeto en estudio.
Microscopio electrónico de transmisión Microscopio electrónico de barrido
8
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
1.2 CÉLULA PROCARIONTE Y CÉLULA EUCARIONTE
Según el grado de complejidad de su organización interna las células se pueden clasificar
en células procariontes y células eucarionte, que como se indicó antes se basa en la
presencia de estructuras membranosas en el citoplasma celular.
1.2.1 CÉLULA PROCARIONTE.
- Carecen de membrana nuclear o Carioteca que recubra el material genético.
- Todas las procariontes actuales pertenecen al Reino mónera y sus representantes más
comunes son las bacterias, algas azulverdes(cianobacterias fotosintéticas) y
micoplasmas.
- Son los seres vivos más pequeños
- Son de vida libre o pueden formar agrupaciones pero que no establecen jamás tejidos.
- Se les considera antecesores biológicos y evolutivos de todas las células eucariontes y
por ende de todos los seres vivos del planeta.
- Estructuralmente se distinguen los siguientes sectores:
a) membrana plasmática, similar a la de eucarionte pero sin colesterol asociado a las
colas de los fosfolípidos. Sobre la membrana y hacia el exterior de la célula se encuentra
una pared celular formada por un péptidoglucano (proteína y carbohidratos) llamado
mureína. Algunas bacterias poseen además otra cubierta de polisacáridos llamado
cápsula que tiene como función defender a la célula y permitir su resistencia a la
desecación. Desde la membrana pueden sobresalir hacia el exterior de la célula pequeñas
prolongaciones llamadas pili o fimbrias que sirven para fijar la bacteria a otra célula y
permitir el intercambio de ADN, los pliegues hacia el interior de la célula se llaman
mesosomas y permiten la realización de importantes procesos metabólicos. Otras
estructuras adicionales presentes en bacterias son los flagelos que son estructuras
proteicas de larga extensión que permiten dar movimiento a la célula.
b) citoplasma bacteriano, el citoplasma es un sistema coloidal cuya fase dispersante es agua
junto con diversas sustancias en solución (citosol), y cuya fase dispersa está constituida por
macromoléculas y conjuntos supramoleculares (partículas submicroscópicas). A microscopía
electrónica destaca el carácter granulado, producido por los numerosos ribosomas (que a los
aumentos habituales aparecen como partículas esféricas), como se dijo anteriormente la
maquinaria enzimática que permite el metabolismo está unida a la membrana plasmática en su
cara interna y los mesosomas aumentan la superficie de reacciones químicas. En el citoplasma
bacteriano se puede encontrar gránulos de nutrientes.
c) ADN procarionte: su material genético es una molécula única circula de ADN formada
por dos cadenas de nucleótidos antiparalelas que forman una hélice, unido a proteínas no
histónicas (ADN desnudo). Además del ADN principal o cromosomas bacteriano, muchas
bacterias poseen un ADN circular adicional llamado plásmido, esta estructura tiene como
función dar resistencia a enfermedades o permitir el intercambio de ADN con otras
bacterias.
9
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
Clasificación de las bacterias en función de su forma:
1.2.2. CÉLULAS EUCARIONTES
- Son células que tienen núcleo organizado por una carioteca formado por una membrana
doble atravesada por poros.
10
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
- Su material genético son varias moléculas de ADN lineales formada por dos cadenas de
nucleótidos antiparalelas que forman una hélice y que se organiza en estructuras llamada
cromatinas al asociar la moléculas de ADN a proteínas llamadas histonas.
- Tiene estructuras membranosas en el interior de las células llamadas en forma general
organelos y otras estructuras no membranosas llamadas complejos supramoleculares.
- Existen organismos unicelulares formados por células eucariotes como el reino de los
protozoos y el reino fungi (hongos unicelulares). También forman parte de todos los
organismos pluricelulares como los que pertenecen al reino fungi (pluricelular) vegetal y
animal.
- Dado la gran variedad estructural de las células eucariontes se han definidos dos tipos:
células animales y células vegetales.
1.2.2.1 CÉLULA EUCARIONTE ANIMAL Y VEGETAL
Los organismos animales y vegetales presentan una serie de diferencias estructurales y
funcionales. Estas diferencias se explican por sus características celulares, que si bien
presentan estructuras similares, poseen algunas diferencias fundamentales.
Célula anima
Célula vegetal
11
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
1.2.2.1.1 ORGANELOS, Y ESTRUCTURAS COMUNES A CÉLULAS VEGETALES Y ANIMALES
1. MEMBRANA PLASMÁTICA, MEMBRANA CELULAR O PLASMALEMA.
- Estructura formada por una bicapa fosfolipídica con proteínas y carbohidratos insertos.
- Es el límite celular, que da integridad y unidad a la célula
- Posee proteínas que actúan como receptores de señales químicas enviadas desde otra
células.
Lleva a cabo varias reacciones químicas
gracias a la presencia de enzimas de membrana.
Es responsable de seleccionar las sustancias
que pueden entrar o salir de las células por lo que se le denomina membrana
semipermeable y selectiva.
Las membranas están formadas por:
a) Lípidos: son sustancias principalmente apolares que tienen a formar estructuras
esféricas cuando son sumergidos en agua. Las principales moléculas lipídicas de las
membrana son los fosfolípidos formados por una cabeza hidrofílica polar (con
carga eléctrica, iones), que contienen moléculas de fosfato, lo que le confiere el
nombre. Además dos colas hidrofóbicas apolares, formados por secuencias de
12
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
ácidos grasos. Las moléculas de fosfolípidos son clasificadas de anfipáticas por su
carácter hidrofílico e hidrofóbico.
El colesterol es otra molécula (presente sólo en células animales) lipídica que se
ubica entre las colas de los fosfolípidos, disminuyendo la capacidad fluida de la
membrana.
b) Proteínas: La membrana está formada por proteínas integrales (intrínsecas) y
proteínas periféricas (extrínsecas). Las proteínas integrales sirven como moléculas
de transporte de sustancias en tanto que las proteínas periféricas actúan como
receptores de mensajes. Las proteínas transportadoras participan de la difusión
facilitada. En estos casos las proteínas reciben el nombre de canales o carrier
dependiendo de la interacción que realizan con las moléculas que transportan.
c) Carbohidratos: son azúcares de bajo peso molecular que se ubican siempre en la
cara externa de la membrana que tienen la función de proteger la membrana y
además permite el reconocimiento celular.
Mecanismos de intercambio entre la célula y su ambiente.
a. Transporte pasivo: movimiento de sustancias a través de la membrana desde un
lugar de mayor concentración hacia otro de menor. Dependiendo de las
características de las moléculas transportadas y de las características del
transportador, existen dos tipos de transporte pasivo.
- Difusión simple, movimiento de sustancias apolares o hidrofóbicas como
benceno, moléculas de aceite, gases a través de los fosfolípidos.
- Difusión facilitada, movimiento de sustancias polares o monómeros. Moléculas
polares como los iones Na+, Cl-, K+, Ca+, etc. utilizan proteínas llamados canales
iónicos, mientras que los monómeros (monosacáridos, aminoácidos, nucleótidos)
utilizan proteínas llamadas carrier, (los carrier, a diferencia de los canales iónicos
sufren una transformación estructural cuando se unen a la molécula transportada).
13
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
b. Osmosis: movimiento de agua a favor de sus gradiente de concentración. El
agua puede atravesar la membrana por difusión simple atravesando los
fosfolípidos o puede ocupar un canal iónico llamado acuoporina. Según las
concentraciones de agua y de solutos se pueden distinguir 3 ambientes en los que
se puede observar a una célula.
- Ambiente hipertónico: donde el ambiente tienen más solutos que agua en
relación al contenido celular y en este ambiente las células pueden deshidratarse.
14
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
- Ambiente hipotónico: donde el ambiente tiene más agua que solutos, en este
ambiente las células se hiperhidratan.
- Ambiente isotónico: donde el ambiente dentro y fuera de la células están en
equilibrio.
Células vegetales
Células animales
15
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
c. Transporte activo. Movimiento de sustancias en contra de su gradiente de
concentración (desde donde hay menos solutos hacia donde hay más solutos), con
utilización de proteínas de membrana llamadas Bombas (Bomba de Na, Bomba de
Ca, Bomba de Na/K), que utilizan ATP para mover las moléculas
d. Transporte utilizando vesículas: Las vesículas son estructuras de membrana que
permiten el movimiento de sustancias de gran tamaño o de muchas moléculas a la
vez. Utiliza ATP y ocurre en dos direcciones Endocitosis (Fagocitosis, si las
moléculas que ingresan son sólidas o de gran tamaño o Pinocitosis si las moléculas
que ingresan son solutos disueltos en agua) y Exocitosis (secreción si las moléculas
son utilizadas por el organismo, Hormonas, neurotransmisores o excreción si las
sustancias son de desecho, creatinina) .
16
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
1.
CITOESQUELETO:
Es una red de filamentos proteicos del citoplasma que ocupa el interior de todas las
células animales y vegetales. Es responsable de la forma, de la organización interna de
los organelos y del movimiento de la célula. Tiene una gran relevancia en las células
animales, que carecen de una pared rígida, pues es él quien mantiene la forma celular.
Se forma a partir de tres principales de filamentos proteicos: microtúbulos, filamentos
de actina o microfilamentos y filamentos intermedios, unidos entre sí y a otras
estructuras celulares por diversas proteínas.
a)
Microtúbulos: Son filamentos largos, gruesos
(25nm) son cilindros huecos, formados por la unión de moléculas de proteínas
tubulina, en presencia de moléculas energía (GTP) y de iones de Mg. Participan en
el movimiento de los cromosomas durante la división del núcleo (mitosis y meiosis)
y puede formar asociaciones estables como: centriolos, cilios y flagelos. En el
citoplasma se organiza desde el centro organizador de microtúbulos (centriolos) en
el centro de la célula y se ramifica en todas las direcciones. La función de esta
estructura se asemeja a la del esqueleto internos de los organismos.
b)
Filamentos intermedios: Formados por
diversos tipos de proteínas. Son polímeros muy estables y resistentes.
Especialmente abundantes en el citoplasma de las células sometidas a fuertes
17
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
tensiones mecánicas (queratina, desmina), ya que su función consiste en repartir
las tensiones, que de otro modo podrían romper la célula.
c)
Filamentos de actina o Microfilamentos:
Están formados por subunidades de la proteínas actina y se sitúan principalmente
en la periferia celular, debajo de la membrana. Tienen aproximadamente un tercio
del diámetro del microtúbulo y, a menudo, son usados por la célula tanto para
cambiar su estructura como para mantenerla. Las hebras de actina están trenzadas
en hélice, y su estabilidad se debe a la presencia de ATP e iones de Ca. Asociados a
los filamentos de miosina, son los responsables de la contracción muscular.
2.
CILIOS Y FLAGELOS: Son apéndices cilíndricas
que sobresalen del citoplasma. Los cilios son muy cortos y numerosos; y los
flagelos, bastante largos y menos numerosos. Tanto los unos como los otros están
formados por nueve pares (dobletes) de microtúbulos, más un par central, los que
se conoce como disposición 9+2. El deslizamiento de los dobletes unos sobres
otros causa la flexión de éstos apéndices locomotores. Este movimiento permite el
desplazamiento de unicelulares por ejemplos, paramecios (ciliados), euglenas y los
dinoflagelados (flagelados). En los organismos pluricelulares, algunos epitelios
están hechos de células cuyos cilios se mueven en forma coordinada para
desplazar las moléculas sobre ellos (cilios de las vías respiratorias que eliminan el
mucus y todas las partículas retenidas en ella). En tanto los flagelos permiten el
desplazamiento de los espermatozoides para la fecundación.
3.
RIBOSOMAS: Estos son organelos muy
pequeños, formados por 2 subunidades, sin membranas que la limiten. Están
compuestos de proteínas unidas a moléculas de ARNr. Las funciones de las
ribosomas son la síntesis de proteínas a partir de la información contenida en la
secuencia de nucleótidos de ADN. Sus subunidades se forman en el nulcéolo. Se
18
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
encuentran libres en el citoplasma o formando agrupaciones llamadas
polirribosomas, dentro de organelos como mitocondrias y cloroplastos y adheridos
a la cara externa de RER y de la carioteca.
4.
MEMBRANA NUCLEAR O CARIOTECA: La
membrana nuclear está formada por dos capas concéntricas, ambas compuesta de
una bicapa de fosfolípidos y separadas por el espacio perinuclear. La membrana
nuclear externa, en su cara citoplasmática está cubierta por ribosomas y en ella se
sintetiza proteínas. La membrana interna, tiene unidas proteínas, llamadas
láminas, que sirven como esqueleto nuclear. Las membranas se fusionan a
intervalos, formando poros nucleares, a través de los cuales se produce el
transporte de moléculas entre el núcleo y el citoplasma. La membrana nuclear
controla el paso de iones y moléculas pequeñas, y por medio de los poros juega un
rol importante en la transferencia selectiva de macromoléculas, como ARN, sub
unidades ribosomales, enzimas, proteínas estructurales, entre el núcleo y el
citoplasma y viceversa.
5.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO: Son organelos
formados por membrana simple plegada sobre sí misma. Según su estructura y su
función se pueden distinguir dos tipos:
19
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
Retículo endoplasmático liso (REL), la mayor parte de su actividad se lleva a cabo
por enzimas que se encuentran en sus membranas. En REL se sintetizan lípidos,
fosfolípidos, colesterol y otros esteroides. Además de su función de síntesis de
sustancias, participa en el proceso de desintoxicación celular. En células
musculares almacena iones de Ca necesarios para la contracción muscular, en
estas células el REL recibe el nombre de retículo sarcoplasmático.
Retículo endoplasmático rugoso (RER), su función esta relacionada con los
ribosomas que tiene adosados en la superficie de sus membranas. Sus principales
funciones son: Síntesis de proteínas que generalmente son exocitada de la célula a
través de vesículas, participan en la formación de proteínas de membrana, y
glucosida proteínas y lípidos que formarán parte de la membrana plasmática.
6. APARATO DE GOLGI: Organelo de membranas simples ubicados en forma de
cisternas independientes ubicadas unas sobre otras. Este organelo recibe el
nombre de Dictiosoma en células vegetales. Sus principales funciones son:
glucosidación de proteínas y lípidos de membrana, maduración de proteínas y de
lípidos, empaquetamiento de ambas moléculas y formación de vesículas de
secreción que exocitan estas moléculas, forman la pared celular durante la división
citoplasmática de células vegetales, forma lisosomas con enzimas hidrolíticas.
En conjunto la cara citoplasmática de la carioteca, RER, REL y el aparato de Golgi
funcionan en forma coordinada para la formación de moléculas de membrana
20
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
glucosidadas. Además facilitan el transporte de sustancias en el interior de la
célula.
7.
LISOSOMAS: son organelos con membrana
simple que contiene enzimas hidrolíticas (nucleasas, proteasas, lipasas y
glucosidasas) cuya función es la degradación de moléculas que ingresen a la célula
principalmente por endocitosis u organelos propios de la células que han dejado
de funcionan(autofagia), los lisosomas son generados desde RER y el Aparato de
Golgi.
8.
PEROXISOMAS: son organelos de membrana
simple que contienen enzimas oxidativas (catalasa) que degradan ácidos grasos,
generando peróxido de oxígeno (H2O2), tóxico para las células. Otras enzimas
degradan el H2O2 en agua y oxígeno, para evitar dañar la célula. Son muy
abundantes en las células hepáticas (del hígado) donde cumplen una importante
función desintoxicando las sustancias dañinas de la sangre por ejemplo los
medicamentos y el alcohol etílico. En las plantas se reconocen dos tipos de
21
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
peroxisomas, uno en las hojas que provoca la fotorespiración (oxidación de
carbohidratos en presencia de luz y O2, cuando baja la concentración de CO2) y los
glioxisomas que permiten a las semillas, durante su proceso de germinación,
transformar los ácidos grasos en azúcares.
9.
NÚCLEO: Organelo que contiene el ADN,
material genético que controla las actividades metabólicas celulares. Su membrana
nuclear o carioteca, ya tratadas en esta guía. En el interior del núcleo se puede
encontrar la cariolinfa, sustancia líquida del núcleo que contiene los nucleótidos
necesarios para la formación de ADN o ARN, además de crear el ambiente
necesario para las reacciones enzimáticas nucleares. Otro componente del núcleo
es el Nucléolo, estructura formada por cadenas de ADN específico para la
formación de ARNt y ARNr, estas zonas especiales del ADN son llamadas zonas
organizadoras o NOR, en este lugar se generan las subunidades de los ribosomas.
Una de las funciones más importante del núcleo es contener el ADN en forma de
cromatina en células eucariotas (unión del ADN con proteínas histonas). La
cromatina puede encontrase en dos estados, descondesada como Eucromatina o
condensada como Heterocromatina (durante la interfase celular) o como
cromosomas (durante la división celular)
22
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
10.
BIOLOGÍA
MITOCONDRIAS:
Organelo
de
gran
importancia en las células eucariontes, más abundantes en las células animales
que en las vegetales, posee doble membrana separado por un espacio
intermembrana la membrana interior se invagina formando pliegues llamadas
crestas mitocondriales, que poseen la maquinaria enzimática responsable de los
procesos metabólicos de generación de energía, el espacio interno de la
mitocondria se llama matriz mitocondrial donde se lleva a cabo una vía metabólica
de gran importancia llamada Ciclo de Krebs o Ciclo del Ácido Cítrico. Las vías
metabólicas mitocondriales permiten general moléculas de ATP (adenosin
trifosfato), molécula energética indispensable para la realización de la mayoría de
las reacciones celulares.
Dado su función, las mitocondrias serán abundantes en las células que hagan más
gasto energético, por ejemplo las células musculares.
ORGANELOS EXCLUSIVOS DE LAS CÉLULAS EUCARIONTE ANIMAL
11.
CENTRIOLOS: son dos pequeños cilindros
localizados en el interior del centrosoma, exclusivo de las células animales. Está
formada por nueve tripletes de microtúbulos (9+0), su función es organizar las
fibras del citoesqueleto (microtúbulos) durante la vida de la células y organizar los
microtúbulos durante la división del núcleo (huso acromático). Además son los
cuerpo basales donde se originan los cilios y flagelos.
23
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
ORGANELOS EXCLUSIVO DE LAS CÉLULAS EUCARIONTE VEGETAL
12.
VACUOLA: Son compartimentos llenos de
líquidos y delimitados por una membrana llamada tonoplasmo. Si bien es cierto
que en las células animales podemos observarlas, no se trata de estructuras
estables. Existen también vacuolas en organismo unicelulares, como las vacuolas
contráctiles de algunos flagelados, que les permite regular su cantidad de agua y
también mover agua hacia el exterior de la célula.
La vacuola de células vegetales es un organelo estable y muy notorio, formado por
la unión de muchas vacuolas de pequeños tamaño. Contiene agua, enzimas,
proteínas, almidón, pigmentos hidrosolubles, nutrientes, sales minerales,
sustancias de almacenamiento e incluso sustancias de desecho que no pueden ser
eliminadas del citoplasma celular.
Algunos pigmentos característicos de frutos, tallos y flores, estos pigmentos
llamados antocianos (azules y rojos), los taninos (café y burdeo).
Otra de las importantes funciones de las vacuolas vegetales es regular la presión
osmótica y mantener estable la turgencia de la célula de tal modo de mantener la
membrana plasmática de la célula vegetal pegada a la pared celular.
24
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
13.
BIOLOGÍA
PLASTIDIOS (CLOROPLASTOS): Son organelos
membranosos propios de las células vegetales, aunque hay protozoos como la
Euglena viridis que posee cloroplastos y bacterias con pigmentos fotosintéticos.
Los plastidios tienen forma y tamaño variados, envueltos por una doble membrana
y con ribosomas semejantes a los de los procariontes.
Los plastidios se pueden clasifican de acuerdo a la presencia o no de pigmentos en:
cromoplastos (fotosintéticos) y leucoplastos (almacenaje), respectivamente
Cloroplastos
Con pigmentos Cromoplastos Gerontoplastos( cloroplasto envejecido y de
bajo rendimiento fotosintético)
Etioplastos (cloroplasto de plantas que crecen
en oscuridad)
Amiloplastos (almidón)
Sin pigmetnos
Leucoplastos
Proteinoplastos (proteínas)
Oleoplastos (aceites)
Los cromoplastos contienen pigmentos carotenoides como los carotenos (amarillo
o anaranjado), licopina (rojo), xantofila (amarillo), clorofila (verde). Se encuentran
en pétalos, hojas y tallos. El más importante es el cloroplasto.
Los cloroplastos están limitados por dos membranas y en su interior se observa un
complejo sistema de membranas formadas por estructuras ovaladas llamadas
Tilacoides apiladas unas sobre otras, el conjunto de tilacoides recibe el nombre de
Grana. El espacio interno del cloroplasto o matriz cloroplastidial se llama estroma,
en él se puede encontrar ADN, ribosomas y maquinaria metabólica formada por
una batería de enzimas que permiten la síntesis de moléculas.
25
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
-
-
14.
BIOLOGÍA
El proceso de la Fotosíntesis realizada por los cloroplastos ocurre en dos etapas
llamadas:
Etapa dependiente de la luz que ocurre en
las membranas tilacoidales
Etapa independiente de la luz que ocurre en
el estroma, esta última es una vía metabólica llamada ciclo de Calvin Benson cuyo
fin es la formación de una molécula organica de bajo peso molecular que permite
sintetizar diferentes moléculas a partir de ella.
LA fotosíntesis utiliza CO2, H2O y luz solar
para generar moléculas orgánicas.
PARED VEGETAL: La pared celular es una
especie de exoesqueleto que le da protección y sostén mecánico a la célula vegetal
y determina su forma. Está formada por celulosa(el producto más abundante en la
tierra) y otros azúcares. Se trata de una cadena recta de polisacáridos formados
por unidades de glucosa y moléculas de proteínas. Su formación se genera a partir
del Aparato de Golgi o Dictiosoma y en algunos casos también desde la misma
membrana.
D.
26
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
TEORIA ENDOSIMBIOTICA
La teoría endosimbiótica postula que algunos orgánelos propios de las células eucariotas,
especialmente plastos y mitocondrias, habrían tenido su origen en organismos procariotas
que después de ser englobados por otro microorganismo habrían establecido una relación
endosimbiótica con éste. Se especula con que las mitocondrias provendrían de
proteobacterias (por ejemplo, rickettsias) y los plastos de cianobacterias.
La teoría endosimbiótica fue popularizada por Lynn Margulis en 1967, con el nombre de
endosimbiosis en serie, quien describió el origen simbiogenético de las células eucariotas.
RESPONDE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS MARCANDO LA ALTERNATIVA CORRECTA
27
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
1. Podemos encontrar plastidios en:
A. Células Nerviosa
B. Músculos
C. Hojas de Manzano
D. Hongos
E. Células Renales
2. Señale la alternativa Correcta:
3. En bacterias el material genético está representado por una molécula de ADN,
circular unido a proteínas no histónicas.
I. Todos los seres vivos están formados de células y productos celulares.
II. En los eucariontes su material genético está encerrado por una envoltura
nuclear.
A. Solo I
B. Solo II
C. Solo III
D. I y II
E. I, II y III
3. Son organelos de doble membrana:
I. Núcleo
II. Nucléolo
III. Mitocondrias
IV. Retículos endoplasmático liso
V. Cloroplasto
A. I, II y III
B. II, III y V
C. II, III, IV
D. I, III y V
E. III y V
4. ¿Cuál(es) de las siguientes características son del Retículo Endoplasmático Rugoso?
28
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
I. En su lumen las proteínas ya sintetizadas sufren cambios
conformacionales.
II. Está relacionado con el metabolismo de los lípidos intracelulares.
III. En su superficie posee ribosomas, en los cuales se sintetizan las
proteínas.
IV. Está relacionada funcionalmente con el Aparato de Golgi
A. Solo II
B. Solo III
C. I y III
D. I, III y IV
E. I, II, III y IV
5. Señale la Alternativa Falsa con respecto al Núcleo.
A. La carioteca está compuesta por dos membranas similares a la membrana
plasmática
B. La carioteca posee una serie de poros a través de los cuales pasan distintos
tipos de moléculas
C. En muchas células la porción más visibles del núcleo es el nucléolo, que
posee una membrana protectora
D. El ADN se encuentra unido a un tipo de proteínas llamadas histonas
E. En él se encuentra el material hereditario de la célula eucarionte,
representado por los cromosomas.
6. ¿Cuál de las siguientes alternativas es Falsa?
A. En los lisosomas se identifican cerca de 40 enzimas diferentes que realizan
su acción directamente en el citoplasma
B. El peroxisoma contiene una enzima, la catalasa, que degrada el peróxido de
hidrógeno que es una sustancia tóxica para la célula.
C. El glioxisoma es un tipo de microcuerpo que se encuentra en los vegetales
D. Las vacuolas son vesículas de gran tamaño con contenido básicamente
acuoso.
E. Las células vegetales poseen exteriormente a la membrana plasmática una
pared rígida que contiene celulosa y otros polisacáridos.
En Base al siguiente esquema responda las preguntas 7 y 8.
29
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
7. En relación a las estructuras A y C es correcto decir:
I. Se encuentran solo en la cara externa de la célula
II. El conjunto de estas moléculas reciben el nombre de Oligosacáridos
III. La imagen A y C muestran respectivamente una glucoproteína y un glucolípido.
IV. La estructura F representa una molécula proteica
A. I y II
B. II y III
C. III y IV
D. II, III y IV
E. I, III y IV
8. La figura representa:
I. El límite celular
II. Una bicapa fosfolipídica
III. Una estructura que separa el interior y el exterior celular.
IV. Una estructura rígida y frágil.
A. I y II
B. II y III
C. III y IV
D. I, II, III
E. I, II, III y IV
9. Son organelos sin membrana
30
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
I. Aparato de Golgi
II. Peroxisomas
III. Ribosomas
III. REL
A. Solo I
B. Solo III
C. I y III
D. I, III y IV
E. Ninguna de las anteriores.
10. El aparato de Golgi debe su nombre a su descubridor, el microscopista italiano Camillo
Golgi. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones respecto a este organelo No es correcta?
A. En células vegetales recibe el nombre de Dictiosoma
B. Funciona sobre todo como un aparato procesador, modificador y distribuidor de
proteínas.
C. Después de que las proteínas son sintetizadas por los ribosomas unidos a RER se
transportan al aparato de Golgi mediante vesículas.
D. En células animales hay sólo un Aparato de Golgi
E. Ninguna de las anteriores
11. Entre otros caracteres, la célula eucarionte se diferencia de una procarionte porque las células
eucariontes…
I. Tiene núcleo definido
II. Se divide por mitosis y/o meiosis
III. Posee ribosomas de mayor tamaño
IV. Son células de mayor tamaño.
A. I y II
B. II y III
C. I, III y IV
D. I, II y III
E. I, II, III y IV
12. Son organelos de membrana simlpe:
31
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
I. Ribosomas
II. Cloroplastos
III. Mitocondrias
IV. RE
V. Lisosomas
A. II y III
B. IV y V
C. I, III , IV y V
D. II, III y IV
E. Ninguna de las anteriores
13. El citoesqueleto de la célula eucarionte está constituído por diversos tipos de
moléculas de origen proteíco, dentro de los cuales podemos citar:
I. microtúbulos, compuestos de tubulina
II. microfilamentos formado de proteínas de actina
III. filamentos intemedios formados por proteínas diferentes
A. Solo III
B. I y II
C. II y III
D. I y III
E. I, II y III
14. La pared celular de vegetales se forma principalmente a partir de
A. RER
B. REL
C. Mitocondrias
D. Membrana plasmática
E. Aparato de Golgi
15. ¿En cuál de las siguientes opciones, todos los reinos mencionados incluyen seres vivos
con capacidad fotosintetizadora?
A. Animales, vegetales y protistas
B. Vegetales, hongos y bacterias
C. Hongos, protistas y bacterias
D. Vegetales, protistas y bacterias
E. Vegetales, animales y hongos
16. La difusión simple de una sustancia química a través de la membrana es un proceso de
enorme importancia en la actividad celular. ¿Cuál de las sustancias listadas emplea
fundamentalmente dicho mecanismo para entrar a una célula?
A. Agua
32
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
B. Glucosa
C. Colesterol
D. Aminoácidos
E. Iones
17. El citoesquelto está directamente involucrado en:
A. La energía celular
B. la morfología celular
C. La diferenciación celular
D. EL metabolismo celular
E. La digestión celular
18. Al estudiar la velocidad con que se transportan dos sustancias químicas (X e Y), a
través de una bicapa artificial fosfolipídica, se obtuvo el siguiente gráfico
Al respecto, se podría afirmar que:
A. La sustancia X es más hidrofóbica que la sustancia Y
B. Ambas sustancias son igualmente hidrofílicas
C. Es posible que la sustancia X sea un monosacárido
D. Si X es glucosa Y podría ser colesterol
E. Tanto X como Y serían de naturaleza iónica
19. La figura representa un proceso observado en muchos tipos celulares. Al respecto,
dirías que se trata de:
33
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
A. Fagocitosis
B. Pinocitosis
C. Endocitosis
D. Diálisis
E. Exocitosis
20. ¿Cuál de las estructuras señaladas se puede encontrar en toda unidad considerada
célula?
A. Núcleo
B. Mitocondrias
C. Nucleolo
D. Pared celular
E. Membrana celular
21. Las proteínas de canal permite a los iones atravesar la membrana plasmática:
I. Sin gasto de ATP
II. en forma pasiva
III. a favor del gradiente de concentración
A. Solo I
B. I y II
C. I y III
D. II y III
E. I, II y III
22. LA fagocitosis, a diferencia de la pinocitosis,
I. es un proceso que gasta energía
II necesita el compromiso de la membrana
III. incorpora partículas sólidas a la célula
A. Solo III
B. I y II
C. I y III
D. II y III
E. I, II y III
23. En una célula vegetal inmersa en una solución hipertónica, es posible observar que:
I. aumenta el volumen de su vacuola
II. se separa la membrana celular de la pared celular
III. aumenta la concentración de los solución al interior de la vacuola.
A. Solo I
B. Solo II
34
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
C. Solo III
D. II y III
E. I, II y III
24. Sobre la estructura denominada mosaico fluido, es correcto afirmar que..
I. es semipermeable
II. posee proteínas de canal
III. traduce señales hormonales
A. Solo I
B. I y II
C. I y III
D. II y III
E. I, II y III
25. A diferencia de las células bacterianas, las células animales posee
I. ribosomas
II. material genético
III. sistemas de endomembranas
A. Solo I
B. Solo II
C. Solo III
D. II y III
E. I, II y III
26. NO corresponde a una función del retículo endoplasmático
A. sintetizar proteínas
B. detoxificar celular
C. almacenamiento de calcio
D. formar vesículas transportadoras
E. formación la pared celular
27. La mitocondria es un organelo que…
I. posee moléculas de ADN.
II. está presente sólo en células animales
III. presenta bicapa lipídica interna y externa
A. Solo I
B. Sólo II
C. Sólo III
35
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
D. I y III
E. II y III
28. Si una célula sintetiza colesterol, debe poseer un gran desarrollo de
A. lisosomas
B. ribosomas
C. aparato de Golgi
D. retículo endoplasmático liso
E. retículos endoplasmático rugoso
29. Las estructuras proteicas que constituyen el citoesqueleto tienen relación con:
I. división celular
II. el movimiento celular
III. la distribución de los organelos en el citoplasma
A. Solo I
B. Solo II
C. Solo III
D. II y III
E. I, II y III
30. Asocie el organelos de la columna A con la función de la columna B que corresponda.
1. lisosoma
I. digestión intracelular
2. aparato de Golgi
II. fotosíntesis
3. retículo endoplasmático
III. síntesis de proteínas
4. ribosomas
IV. síntesis de lípidos
5. cloroplastos
V. glicosidación de proteínas
A. 1 I, 2 II, 3 III, 4 IV, 5 V
36
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
B. 1 I, 2 V, 3 IV, 4 III, 5 II
C. 1 III, 2 V, 3 III, 4 II, 5 V
D. 1 II, 2 I, 3 IV, 4 III, 5 V
E. 1 IV, 2 III, 3 I, 4V, 5 II
31. Una célula animal se diferencia de una célula vegetal en que posee
I. centriolos
II. mitocondrias
III. membrana plasmática
A. Solo I
B. Solo II
C. I y II
D. II y III
E. I y III
32. El núcleo se caracteriza por contener
I. nucleólo
II. centriolo
III. cromatina
A. Solo I
B. Sólo II
C. Sólo III
D. I y II
E. I y III
33. Sobre la pared celular se puede afirmar correctamente que:
I. está presente en las células de todos los reinos
II. otorga resistencia, protección y forma típica a las células
III. controla selectivamente lo que ingresa y sale de las células.
A. Solo I
B. Solo II
C. Sólo III
D. I y II
37
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
E. I, II y III
34. EL charqui es carne salada que se deshidrata. Esta carne no se descompone en el
proceso, porque las bacterias que podrían afectarla experimentan
A. Citólisis
B. Crenación
C. Turgencia
D. Hiperhidratación
E. Plasmólisis
35. Si tenemos dos recipientes de 1cm3 de capacidad cada uno y uno de se llena con
glóbulos rojos de mamífero y el otro con bacterias, se puede constatar que…
A. habrá igual número de bacterias que de glóbulos rojos
B. habrá mayor número de glóbulos rojos que de bacterias
C. habrá mayor número de bacterias que de glóbulos rojos
D. no se puede determinar si hay distinto número de bacterias que de glóbulos rojos, ya
que dependerá de la especie de bacteria de que se trate.
E. no se puede determinar si hay distinto número de bacterias que de glóbulos rojos, ya
que dependerá de la especie de mamífero del que se obtengan los glóbulos rojos
36. Una molécula que posee una porción de su estructura hidrofóbica y a la vez otra
porción hidrofilica se dice que es:
A. Bipolar
B. Anfótera
C. Polar
D. Apolar
E. Anfipática
37. ¿Cuál es el nombre de los carbohidratos que se observan en la superficie exterior de
las bicapa lipídica de ciertas células eucariontes?
A. Glucógeno
B. Celulosa
C. Glicocalix
D. Almidón
E. Mureína
38
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
BIOLOGÍA
38. ¿Cuál es el nombre que recibe el proceso por el que las moléculas fluyen naturalmente
desde áreas de mayor concentración a otras de menor concentración?
A. Diálisis
B. Difusión
C. Radiación
D. Respiración
E. Conducción
39. Si al estudiar el ingreso de una sustancia hidrofílica a una célula se comprueba que la
presencia de inhibidores de la actividad mitocondrial no afectan notoriamente su
velocidad de ingreso, permitiría afirmar que el transporte involucrado correspondería a:
A. Endocitosis
B. Fagocitosis
C. Difusión simple
D. Difusión facilitada
E. Transporte activo
40. Si se inhiben selectivamente las enzimas presentes en el retículo endoplasmático liso,
se observará:
A. una detención de la síntesis de proteínas
B. una disminución en la producción de azucares
C. una inhibición de la síntesis de colesterol
D. un cese de la función lisosomal
E. un cese de la glicosilación de proteínas.
Solucionario
N°
Alternativa N°
Alternativa N°
Alternativa N°
Alternativa
Pregunta Correcta
Pregunta Correcta
Pregunta Correcta
Pregunta Correcta
1
2
C
E
11
12
E
B
21
22
E
A
31
32
A
E
39
Liceo de Aplicación
Preuniversitario
3
4
5
6
7
8
9
10
D
D
C
A
E
D
B
D
13
14
15
16
17
18
19
20
BIOLOGÍA
E
E
D
C
B
A
E
E
23
24
25
26
27
28
29
30
D
E
C
E
D
D
E
B
33
34
35
36
37
38
39
40
C
E
C
E
C
B
D
C
Bibliografía:
-
Mundido Schorr, Irene, Manual de Preparación Ciencias, modulo común obligatorio 1° y
2°, Ediciones UC
Manual de Preuniversitario, La Araucana
Manual de Preuniversitario Pedro de Valdivia
Manual de Preuniversitario Universidad de Chile
Manual de Preuniversitario Universidad Católica.
40