Guía Teoría celular. Diversidad celular

Programa
Estándar Anual
Biología
Nº__
Guía práctica
Teoría celular.
Diversidad celular: células procariontes y eucariontes
1.
¿Cuál de las siguientes estructuras está presente en una bacteria?
A)
B)
C)
2.
Ciencias Básicas
Ejercicios PSU
Aparato de Golgi
Carioteca
Ribosomas
D)
E)
Retículo endoplasmático
Mitocondrias
La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos. ¿Cuál(es) de los siguientes hechos
ejemplifica(n) este enunciado?
I)
II)
III)
Las células beta del páncreas producen insulina.
Las células especializadas no se renuevan, pues pierden la capacidad de reproducirse.
El tejido muscular está formado por muchas células fusiformes multinucleadas.
Es (son) correcta(s)
solo I.
solo II.
solo III.
D)
E)
solo I y III.
I, II y III.
GUICES004CB31-A16V1
A)
B)
C)
Cpech
1
Ciencias Básicas Biología
3.
La siguiente imagen muestra la secuencia de un experimento que se realizó en un ratón.
Extracción de células hepáticas
Expansión de cultivo celular
Hígado
Cultivo celular in vitro
En relación al experimento, ¿cuál(es) de los postulados de la teoría celular está(n) representado(s)?
4.
I)
II)
III)
Todos los seres vivos están formados por células.
Las células se originan de otras preexistentes.
La célula es la unidad funcional de los seres vivos.
A)
B)
C)
Solo I
Solo II
Solo III
D)
E)
Solo I y II
I, II y III
Al comparar células procariontes y eucariontes, se sostiene que las primeras
I)
II)
III)
poseen las enzimas respiratorias en la membrana plasmática.
no presentan organelos membranosos.
tienen múltiples cromosomas.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
5.
solo I.
solo II.
solo III.
D)
E)
solo I y II.
I, II y III.
Entre los elementos que diferencian a una célula procarionte de una eucarionte, es posible mencionar
I)
II)
III)
la membrana plasmática.
la membrana nuclear.
las membranas internas.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
2
Cpech
solo I.
solo II.
solo III.
D)
E)
solo I y II.
solo II y III.
GUÍA PRÁCTICA
6.
Anton van Leeuwenhoek, un comerciante de telas holandés del siglo XVII, descubrió los primeros
microorganismos móviles, a los que denominó animáculos. Entre sus observaciones se encuentran
microorganismos acuáticos, espermatozoides y glóbulos rojos. Esto fue posible gracias a un
microscopio creado por él, el cual tenía el mayor aumento disponible en la época, de hasta
trescientas veces.
A partir del párrafo anterior, se puede inferir que
A)
B)
C)
D)
E)
7.
8.
¿Qué condiciones debe reunir una organización biológica para ser considerada un ser vivo?
I)
II)
III)
Estar formada por muchas células especializadas.
Presentar cierta organización estructural.
Tener la funcionalidad mínima para sobrevivir.
A)
B)
C)
Solo I
Solo II
Solo III
D)
E)
Solo II y III
I, II y III
Un investigador observa una célula desconocida al microscopio. ¿Cuál de las siguientes características
permitirían clasificarla como una célula procarionte?
A)
B)
C)
D)
E)
9.
debido a las condiciones de la época, era imposible que las observaciones de van Leeuwenhoek
correspondieran realmente a lo que él pensaba.
los actuales microscopios provienen directamente del creado por van Leeuwenhoek.
la tecnología de la época era demasiado precaria para lograr avances científicos significativos.
las observaciones de van Leeuwenhoek no tienen sustento científico.
los avances tecnológicos facilitan el avance científico.
Presencia de ribosomas
Ausencia de flagelos
Ausencia de membranas internas
Presencia de ADN
Membrana celular formada por una bicapa lipídica
¿Qué condición(es) justifica(n) que la célula sea considerada la mínima unidad de vida en el
planeta?
I)
II)
III)
Es la mínima porción de materia viva.
Desarrolla las funciones básicas para sostener la vida.
Tiene capacidad de reproducción.
A)
B)
C)
Solo I
Solo II
Solo III
D)
E)
Solo I y II
I, II y III
Cpech
3
Ciencias Básicas Biología
10.
¿Quién realizó experimentos sobre multiplicación de microorganismos unicelulares, que permitieron
la aceptación definitiva de los postulados de la teoría celular?
A)
B)
C)
11.
Pasteur
Virchow
Schleiden
D)
E)
Schwann
Van Leeuwenhoek
Se tienen tres frascos al aire libre con las siguientes características:
FRASCO 1
Trozo de carne
sin tapa
FRASCO 2
Trozo de carne
con gasa para
taparlo
FRASCO 3
Trozo de carne
cerrado con tapa
Si se quiere llevar a cabo un experimento que confirme o refute la generación espontánea de larvas
de mosca, ¿cuál(es) de los tres frascos sería necesario incluir?
A)
B)
C)
12.
D)
E)
Frascos 1 y 3
Frascos 1, 2 y 3
Los virus se definen como parásitos intracelulares porque necesitan de una célula hospedera para
que su material genético pueda
A)
B)
C)
D)
E)
4
Frasco 1
Frasco 2
Frasco 3
Cpech
ser replicado.
madurar.
ser estabilizado.
ser liberado.
ser empaquetado.
GUÍA PRÁCTICA
13.
La pared celular presente en las células procariontes se diferencia de las que forman parte de las
células eucariontes, porque en las primeras
A)
B)
C)
D)
E)
14.
¿Cuáles son las estructuras que deben estar presentes tanto en células procariontes como en
eucariontes?
A)
B)
C)
D)
E)
15.
la macromolécula que predomina en su composición es la celulosa.
la macromolécula que predomina en su composición es el peptidoglicano.
no presenta coloración al aplicarse la tinción de Gram.
se encuentra ubicada por fuera de la membrana celular.
es una estructura rígida que da forma a la célula.
Compartimentos membranosos, ADN y membrana plasmática
Cápsula, ADN y membrana plasmática
Espacio intracelular, ADN y membrana plasmática
Pared celular, ADN y membrana plasmática
Núcleo, ADN y membrana plasmática
La siguiente figura representa un tipo de virus.
5
1
2
3
4
¿A qué estructura corresponde cada número?
1
A)
B)
C)
D)
E)
2
3
ADN
Cuello
Fibras basales
Material genético Cola
Placa basal
Cadenas proteicas Cola
Nucleoide
Puntos de anclaje
Núcleo
Fibras del huso
ARN
Actina
Cápsula
4
Tenazas
Fibras de la cola
Microfilamentos
Cadenas proteicas
Microtúbulos
5
Cápside
Cabeza
Celulosa
Pared celular
Pared celular
Cpech
5
Ciencias Básicas Biología
16.
¿Cuál de los siguientes enunciados forma parte de la teoría celular propuesta por Schleiden y
Schwann, con aportes de Virchow?
A)
B)
C)
D)
E)
17.
Respecto a las bacterias, es correcto señalar que
A)
B)
C)
D)
E)
18.
Cada célula de un organismo es capaz de suplir la función de las demás células.
Las células presentan adaptaciones estructurales relacionadas con funciones específicas.
La célula es la unidad de evolución de los seres vivos.
Todas las células de un organismo contienen la misma información genética.
La materia viviente se encuentra organizada en unidades llamadas células.
presentan una compartimentación menor que en eucariontes.
su material genético puede ser ADN o ARN.
todas las bacterias patógenas son Gram positivas.
solo las bacterias flageladas tienen la capacidad de moverse.
presentan una gran diversidad metabólica.
La siguiente figura representa una bacteria:
5
6
7
8
1
3
9
2
4
Considerando que uno de los criterios de clasificación de las bacterias las puede catalogar como
Gram positiva o Gram negativa, es correcto que
A)
B)
C)
D)
E)
6
Cpech
la presencia o ausencia de la estructura 1 determina si una bacteria es Gram positiva o Gram
negativa.
la estructura 2 fija el pigmento en una bacteria Gram positiva, lo que no ocurre en una Gram
negativa.
la estructura 3 es más permeable en bacterias Gram positivas, permitiendo la entrada del
pigmento de Gram.
las bacterias Gram negativas presentan un gran desarrollo de la estructura 7.
la estructura 8 no está presente en las bacterias Gram positivas.
GUÍA PRÁCTICA
19.
En las células procariontes no se puede hablar de mitosis, ya que
I)
II)
III)
existe una copia única de ADN.
no existe organización de cromosomas.
se obtienen dos células hijas.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
20.
solo I.
solo II.
solo III.
D)
E)
solo I y II.
I, II y III.
La membrana plasmática le confiere a la célula la capacidad para
I)
II)
III)
relacionarse con las demás células.
interactuar con el entorno.
dar rigidez a la forma celular.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
solo I.
solo II.
solo III.
D)
E)
solo I y II.
I, II y III.
Cpech
7
Ciencias Básicas Biología
21.
Se tienen tres poblaciones de organismos unicelulares no identificados, cultivados en ambiente
controlado de laboratorio. Para su identificación, se busca determinar a qué tipo de organismo
corresponden según la forma y fuente de obtención de energía, por lo que se someten a condiciones
específicas de crecimiento en tramos de 24 horas cada una.
Los resultados se muestran en el siguiente gráfico:
Nº de
células de
la población
Cultivo 1
Cultivo 3
Cultivo 2
Amonio
Luz solar
Almidón
Tiempo
De acuerdo al gráfico, se puede deducir que
A)
B)
C)
D)
E)
22.
el cultivo 1 corresponde a organismos quimiosintéticos.
el cultivo 1 no puede crecer en presencia de luz solar.
el cultivo 2 utiliza la energía de la oxidación de moléculas inorgánicas.
el crecimiento del cultivo 3 es independiente a la presencia de luz solar.
el cultivo 3 corresponde a cianobacterias.
Los ribosomas pueden ser separados en función de su densidad y tamaño, usando un gradiente
de sacarosa en un tubo de centrífuga. En él, las moléculas más grandes y más densas se mueven
más rápido que las menos densas, por lo que tienen mayor coeficiente de sedimentación y se
depositan más al fondo en el tubo.
Los organismos procariontes poseen ribosomas formados por dos subunidades, con coeficientes
de sedimentación de 50S y 30S, mientras que los ribosomas eucariontes están formados por
una subunidad 60S y una 40S. De acuerdo a esta información, si se separan las subunidades
ribosomales de una levadura y una bacteria mediante un gradiente de sacarosa, ¿cuáles de las
siguientes fracciones corresponderían a la levadura?
1
2
3
4
A)
B)
C)
8
Cpech
1y2
1y3
2y3
D)
E)
2y4
3y4
GUÍA PRÁCTICA
23.
24.
El citoplasma de las células eucariontes presenta características que lo diferencian del de las
células procariontes, entre las que se encuentra(n)
I)
II)
III)
alojar los organelos celulares.
presentar concentraciones de sales y metabolitos distinta a la del medio extracelular.
realizar diferentes procesos metabólicos.
A)
B)
C)
Solo I
Solo II
Solo I y II
D)
E)
I y III
I, II y III
Las archaeas son organismos procariontes que durante mucho tiempo fueron consideradas
bacterias, pero que hoy son reconocidas como un dominio separado.
La siguiente imagen representa las partes principales de una célula de archaea, con un detalle de
su membrana celular:
Cadenas de isopreno
L-glicerol
Fosfato
5 m
Citoplasma
Membrana celular
Pared celular
A partir de la imagen, es correcto inferir que
A)
B)
C)
D)
E)
la composición básica de la membrana celular se ha mantenido inalterada a través de la
evolución.
las archaeas presentan diferencias bioquímicas fundamentales que justifican su incorporación
en un dominio separado de las bacterias y los eucariontes.
la estructura celular básica de las archaeas es muy distinta a la de otros procariontes, por
lo que podría considerarse un tipo celular diferente.
las archaeas se encuentran más cercanamente emparentadas a una célula eucarionte vegetal
que a una célula bacteriana.
la estructura celular de las archaeas es muy sencilla, por lo que probablemente son más
primitivas que las bacterias.
Cpech
9
Ciencias Básicas Biología
25.
La siguiente tabla muestra el porcentaje en masa de biomoléculas presentes en una célula eucarionte
y en una célula procarionte.
Repartición de los componentes moleculares de la célula
(en % sobre la masa total)
Biomoléculas
Célula eucarionte
Célula procarionte
Agua
70
70
Proteínas
18
15
Lípidos
4,5
2
Carbohidratos
3
3
ARN
1,25
6
Sales minerales
1
1
ADN
0,25
2
Metabolitos intermediarios
1,5
1
A partir de los datos de la tabla, es correcto deducir que
A)
B)
C)
D)
E)
10
Cpech
pese a ser de mayor tamaño, la célula eucarionte contiene la misma masa de carbohidratos
que la célula procarionte.
la mayor proporción de lípidos en eucariontes puede relacionarse con la compartimentalización
interna de estas células.
las células procariontes presentan la misma concentración interna de sales que las eucariontes.
la rápida reproducción de los procariontes hace que deban tener varias copias de su ADN
por lo que tienen mayor contenido de este que los eucariontes.
la síntesis proteica es menor en las células eucariontes que en las procariontes.
GUÍA PRÁCTICA
Tabla de corrección
Ítem
Alternativa
Habilidad
1
Reconocimiento
2
Comprensión
3
ASE
4
Comprensión
5
Comprensión
6
Comprensión
7
Comprensión
8
Comprensión
9
Comprensión
10
Reconocimiento
11
ASE
12
Reconocimiento
13
Comprensión
14
Reconocimiento
15
Reconocimiento
16
Reconocimiento
17
Reconocimiento
18
ASE
19
Comprensión
20
Reconocimiento
21
ASE
22
ASE
23
Comprensión
24
ASE
25
ASE
Cpech
11
Ciencias Básicas Biología
Resumen de contenidos
1. Teoría celular
La teoría celular es la base sobre la que se fundamenta la biología celular. Explica que la materia viva
está constituida a base de células, las que tienen papeles específicos para establecer la vida.
1.1 Reseña histórica
Robert Hooke, en 1665, realiza observaciones
de láminas de corcho y describe “celdas”, a las
que denomina “células”. Fig. 1 y 2.
Figura 1
Figura 2
Anton van Leeuwenhoek, en 1674, menciona
por primera vez lo que actualmente conocemos
como protozoarios, llamando animáculos a
sus observaciones. Fue quizás el primero en
observar microorganismos. Fig. 3.
Matthias Schleiden (botánico), en 1838, observa
muestras de vegetales y concluye que todos los
vegetales están formados por células. Fig. 4.
Theodor Schwann (zoólogo), en 1839, extiende
a los animales la teoría de Schleiden para las
plantas, y concluye que “animales y plantas están
formados por células, o de sustancias producidas
por ellas. La célula es la base de la vida, ya sea
de manera individual o formando parte de un
todo como organismo”. Publica “Investigaciones
microscópicas sobre la concordancia en la
estructura y en el crecimiento de los animales y
de las plantas” (1839). Fig. 5.
Rudolf Virchow, en 1885, formula que “toda
célula procede de otra preexistente”. Fig. 6
Figura 3
Figura 4
Figura 5
Figura 6
Figuras:
1. Microscopio de Hooke.
2. Observación en corcho.
3. Observación de espermatozoides humanos.
12
Cpech
4. Observaciones celulares de Schleiden.
5. Observaciones celulares de Schwann.
6. Observaciones de Virchow.
GUÍA PRÁCTICA
La teoría celular fue propuesta por M. Schleiden (1838) y T. Schwann (1839), quienes explicaron
mediante dos postulados la composición de la materia viva. Posteriormente, R. Virchow agregó un
tercer postulado referido al origen de las células. Actualmente, los postulados son:
•
•
•
•
Todos los seres vivos están formados por una o más células. La célula es la unidad estructural de
la materia viva.
La célula es la unidad funcional de los seres vivos. Todas las funciones vitales de los organismos
ocurren en sus células y/o al interior de ellas.
Toda célula se origina de otra preexistente mediante la división de la célula. Por lo tanto, es la
unidad de origen porque permite la reproducción de los organismos vivos.
La célula contiene el material hereditario, que se transmite a las células descendientes. Es decir, es
la unidad genética.
2. Diversidad celular
Las células son cuerpos diminutos (la mayoría invisibles al ojo humano), con características estructurales
y fisiológicas en común, las cuales son:
•
•
•
•
•
•
Membrana plasmática, que delimita el contenido y media las interacciones entre la célula y su
ambiente.
Citoplasma o hialoplasma, formado por todo el material y estructuras (organelos en células
eucariontes) que residen dentro de la membrana plasmática, pero fuera de la región de la célula
que contiene ADN. La porción fluida del citoplasma se llama citosol, el que contiene agua, sales y
una variedad de moléculas orgánicas. En el citoplasma ocurren complejas reacciones químicas.
Material genético o hereditario, que almacena las instrucciones para su funcionamiento, para
sintetizar todas las demás partes de la célula y producir nuevas células. Al reproducirse, cada célula
hija hereda una copia de este material.
Energía y nutrimentos, son necesarios para que la célula mantenga su complejo funcionamiento,
incorporando los materiales de construcción con el fin de generar las moléculas necesarias para la
vida, sintetizando y gastando energía.
Homeostasis, presenta mecanismos que le permite regular adecuadamente sus funciones.
Leyes de la termodinámica, la química y la física, a las cuales todos los organismos vivos
obedecen.
A mediados del siglo XIX, Chatton, Stanier y Van Niel propusieron que todas las formas vivas
(excluyendo, por lo tanto, a los virus) podrían ser divididos en dos categorías celulares fundamentales:
procariontes y eucariontes. Esta clasificación depende de si la forma de vida analizada posee un
núcleo separado del citoplasma por una estructura membranosa bien definida (eucariontes), o si por el
contrario, carece de él (procariontes).
Cpech
13
Ciencias Básicas Biología
2.1 Procariontes: son las más primitivas. Un tipo característico de ellas son las bacterias, las cuales no
poseen envoltura nuclear o carioteca, por lo que el material genético se encuentra libre, pero ubicado en
una región definida llamada nucleoide. Tampoco presentan un sistema membranoso en el citoplasma.
Cápsula
Pared celular
Membrana celular
ADN
Fig. 7
Pili
Nucleoide
Citoplasma
Ribosoma
Mesosoma
Plásmido
Flagelo
2.2 Eucariontes: mantienen varios compartimentos membranosos, dentro de los cuales se encuentra
el núcleo con su envoltura respectiva, que contiene el material genético. Estos compartimentos,
denominados organelos, se encuentran ubicados en el interior del citoplasma, y permiten que cada
función se realice en un sitio específico de la célula.
Citoesqueleto
Mitocondrias
Fig. 8
Ribosomas
Núcleo
Retículo
endoplasmático
Centríolos
Membrana
plasmática
Lisosoma
Citoplasma
Aparato
de Golgi
14
Cpech
Nucléolo
GUÍA PRÁCTICA
Comparación entre células procariontes y eucariontes
Características
Tamaño
Genoma
División celular
Organelos con membrana
Nutrición
Metabolismo energético
Citoesqueleto
Movimiento intracelular
Células procariontes
Pequeñas (1-10 µm)
El ADN forma complejos con
proteínas no histonas. Se
encuentra en el nucleoide,
no está limitado por ninguna
membrana.
Fisión y gemación, no mitosis.
Ninguno
Por absorción, en algunos
casos fotosíntesis o
quimiosíntesis.
Sin mitocondrias, las enzimas
oxidativas están fijas a
la membrana plasmática
(mesosoma).
Muy simple.
Muy leve.
Células eucariontes
Grandes (5-100 µm)
El ADN con histonas y otras
proteínas, organizado en
cromosomas distintos. Ocupa
el núcleo, limitado por una
membrana doble.
Mitosis y meiosis.
Numerosos: mitocondrias,
retículo endoplasmático,
cloroplastos (en plantas),
núcleo, etc.
Absorción, digestión,
fotosíntesis en algunas
especies (plantas).
Las enzimas oxidativas están
empacadas en las mitocondrias.
Con gran complejidad.
Abundante en todas las
estructuras celulares.
Cpech
15
Registro de propiedad intelectual de Cpech.
Prohibida su reproducción total o parcial.