Solucionario Teoría celular. Diversidad celular 2016

SOLUCIONARIO
GUÍAS ESTÁNDAR ANUAL
Teoría celular. Diversidad
celular: células
procariontes y eucariontes
SGUICES004CB31-A16V1
SOLUCIONARIO GUÍA
Teoría celular. Diversidad celular: células procariontes y eucariontes.
Ítem
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Alternativa
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A
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A
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B
Habilidad
Reconocimiento
Comprensión
ASE
Comprensión
Comprensión
Comprensión
Comprensión
Comprensión
Comprensión
Reconocimiento
ASE
Reconocimiento
Comprensión
Reconocimiento
Reconocimiento
Reconocimiento
Reconocimiento
ASE
Comprensión
Reconocimiento
ASE
ASE
Comprensión
ASE
ASE
Ítem
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Alternativa
C
2
D
3
B
4
D
5
E
Defensa
Las bacterias son organismos procariontes, por lo
que se caracterizan por carecer de núcleo y por lo
tanto, de membrana nuclear o carioteca (alternativa
B
incorrecta).
Tampoco
tienen
organelos
membranosos, como mitocondrias, aparato de Golgi
y retículo endoplasmático (alternativas A, D y E
incorrectas). Sin embargo, tanto las células
procariontes (bacterias) como las eucariontes
poseen ribosomas, complejos supramoleculares
encargados de la síntesis de proteínas.
Una de las funciones del páncreas es producir
insulina, por lo tanto, el hecho de que las células
beta que forman parte de este órgano produzcan
esta hormona ejemplifica el rol de la célula como
unidad funcional (opción I correcta).
El ejemplo de la opción II tiene relación con otro
aspecto de la teoría celular, específicamente con el
rol de la célula como unidad de origen (opción II
incorrecta).
La opción III ejemplifica el rol de la célula como
unidad estructural, por lo que también es correcta.
Si el investigador siembra primero unas cuantas
células y posteriormente encuentra miles de ellas, es
porque se han reproducido; las primeras representan
la fuente original, o sea, las células se originan de
otras preexistentes (opción II correcta).
El diagrama representa un cultivo de células de rata,
por lo que no se puede afirmar que es aplicable a
todos los seres vivos (opción I incorrecta).
El diagrama solo indica el cultivo y la expansión
celular en el tiempo, no se refiere a la función de las
células.
La célula procarionte realiza la respiración celular,
pero las enzimas respiratorias no están contenidas
en un organelo (mitocondria como en el caso de
eucariontes), sino que se encuentran unidas a la
cara interna de la membrana celular, en repliegues
denominados
mesosomas.
Además,
como
típicamente se menciona, no existen organelos
membranosos. Lo que es incorrecto es que existan
cromosomas múltiples. Antiguamente se hablaba de
un cromosoma procarionte, pero también ese
concepto hoy es errado, ya que el ADN bacteriano
no posee histonas; además está constituido por una
sola molécula.
La membrana nuclear y las membranas internas
representan estructuras o compartimentos que
especializan a la célula eucarionte por lo que la
diferencian de las procariontes. En cambio, la
membrana celular es semejante en ambos tipos
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E
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D
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C
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A
celulares, respondiendo al mismo modelo de
organización: mosaico fluido.
En el texto se señala que van Leeuwenhoek
descubrió los primeros organismos microscópicos
móviles gracias a que él mismo construyó un
microscopio de gran aumento para la época. Con
este primitivo microscopio fue suficiente para que
Leeuwenhoek pudiera observar por primera vez
microorganismos vivos y su interpretación de lo
observado ha demostrado ser correcta (alternativa A
incorrecta). Este hecho muestra que los avances
tecnológicos, en este caso el microscopio, facilitan
los avances científicos, este sería la noción de que
existen organismos vivos que no se pueden observar
a simple vista. Por lo tanto, pese a las condiciones
tecnológicas menos avanzadas que las actuales, de
todas formas fue posible que se llevaran a cabo
descubrimientos científicos relevantes (alternativa C
incorrecta).
En el texto no se señala nada sobre los microscopios
actuales y su relación con el desarrollado por van
Leeuwenhoek (alternativa B incorrecta).
Para ser considerado un ser vivo basta una célula
(organismos unicelulares como las bacterias y
protozoos). Un ser vivo sí debe contener la
estructura y fisiología necesaria para sobrevivir y
desarrollarse en forma autónoma.
Entre las alternativas presentadas, solo la ausencia
de membranas internas permite diferenciar a las
células procariontes de las eucariontes, es decir, la
ausencia
de
compartimentos
membranosos
organizados, que corresponden a los organelos. La
ausencia de flagelos no es un criterio discriminatorio,
ya que ambos tipos celulares los pueden o no
presentar (alternativa B incorrecta). Tanto las células
procariontes como las eucariontes tienen ribosomas
(alternativa A incorrecta) y ADN (alternativa D
incorrecta), aunque presentan algunas diferencias.
La membrana de los dos tipos celulares responde al
mismo modelo de mosaico fluido (alternativa E
incorrecta).
La célula es efectivamente la forma de materia viva
más pequeña que existe en el planeta, debido a que
es la entidad que reúne la estructura y función
mínima para sostener la vida. Además, debe tener la
capacidad para autoperpetuarse mediante la
reproducción.
Quien permitió la aceptación definitiva de los
postulados de la teoría celular fue Louis Pasteur, a
través de sus experimentos relacionados con la
multiplicación de los microorganismos unicelulares
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A
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B
(alternativa A correcta), que permitieron refutar de
forma definitiva la idea de la generación espontánea.
Van Leeuwenhoek fue el primero en observar células
vivas, las que denomina animáculos, hoy conocidos
como protozoos y bacterias. Schleiden observó
muestras vegetales y determina que todas las
plantas están formadas por células. Schwann
observó tejido animal y determinó que todos los
animales están formados por células. Y Virchow
planteó que toda célula proviene de otra
preexistente.
Cuando se estaban formulando los postulados de la
teoría celular, existía una corriente que estimaba que
la vida se originaba en forma espontánea. Redi
intentó refutar esta idea con el experimento
representado en el ejercicio, donde se comprueba
que las larvas de las moscas crecen en el frasco
abierto (1) mientras que no lo hacen en el que está
herméticamente cerrado (3); sin embargo, esto se
podía deber a que en el frasco 3 no había aire, por
eso es necesario incluir el frasco 2, que presenta
una gasa que permite la circulación de aire pero no
deja que entren las moscas y depositen sus huevos,
por lo que tampoco hay crecimiento de larvas. Es por
ello que para la experiencia dada en el enunciado de
la pregunta, la respuesta corresponde a todos los
frascos.
Los virus no presentan la maquinaria metabólica
necesaria para reproducirse o multiplicarse, es por
ello que necesitan utilizar la maquinaria de
replicación de una célula hospedera para duplicar o
replicar su material genético, que es la base para la
expresión de sus características, y formar así nuevos
virus.
La pared celular de las células eucariontes vegetales
está compuesta principalmente por celulosa; en los
hongos, la pared celular está formada por quitina y la
de los procariontes está compuesta mayormente por
peptidoglicanos (alternativa A incorrecta, B correcta)
En procariontes, la pared celular se utiliza para
clasificar a los organismos en Gram positivos y Gram
negativos, dependiendo de si muestran color o no al
aplicarse la tinción de Gram. Por lo tanto, algunas
células procariontes presentan coloración cuando se
les aplica esta tinción y otras no (alternativa C
incorrecta).
Tanto en procariontes como en eucariontes, la pared
celular otorga rigidez, forma y protección a la célula,
y se encuentra ubicada por fuera de la membrana
celular, aunque en bacterias Gram negativas existe
una membrana de estructura similar a la plasmática,
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C
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B
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E
llamada membrana externa, que rodea a la pared
celular (alternativas D y E incorrectas).
Las estructuras básicas para cualquier célula, sea
procarionte o eucarionte, corresponden a: ADN o
material genético, membrana plasmática
y
citoplasma. Este último componente ocupa el
espacio intracelular en ambos tipos celulares, en el
caso de células eucariontes, entre la membrana
plasmática y el núcleo. Las células procariontes no
tiene compartimentos membranosos (organelos)
(alternativa A incorrecta) ni núcleo (alternativa E
incorrecta). Las células eucariontes no tienen
cápsula (alternativa B incorrecta) y solo algunas
presentan pared celular (alternativa D incorrecta).
La figura corresponde a un bacteriófago, donde los
números indican lo siguiente: 1 es el material
genético; 2 es la cola, con estructura helicoidal
formando un cilindro hueco y localizada al final del
material genético; 3 es la placa basal, ubicada al
final de la cola, de donde se proyectan 6 fibras de
anclaje (4) para fijar el virus a la membrana de la
célula hospedera; 5 es la cabeza, estructura
icosaédrica formada por la cápside proteica, que
cubre y contiene al material genético.
Los postulados de la teoría celular se refieren a que
todos los organismos están compuestos por células
(alternativa E correcta), a que todas las funciones del
organismo las realizan las células y a que toda célula
proviene de otra preexistente. Sin embargo, el hecho
de que la célula sea la unidad funcional del
organismo, no implica que cada célula de él pueda
suplir la función de las demás, pues estas presentan
especializaciones que les permiten llevar a cabo
funciones particulares (alternativa A incorrecta). Por
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E
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B
lo tanto, lo señalado en la alternativa B es correcto,
pero no forma parte de los postulados de la teoría
celular. Lo mismo ocurre con la alternativa D.
Es incorrecto señalar que esta sea la unidad de
evolución, pues es la población (alternativa C
incorrecta).
Las bacterias presentan metabolismo variado puesto
que las hay aeróbicas (respiración celular), otras
anaeróbicas (fermentación y de varios tipos) y otras
facultativas (realizan metabolismo con oxígeno, y si
este les falta, lo hacen sin él) (alternativa E correcta).
La compartimentación en bacterias no existe ya que
no hay membranas internas (alternativa A
incorrecta). El genoma bacteriano está formado por
una sola molécula de ADN circular (alternativa B
incorrecta).
De las bacterias patógenas algunas presentan
coloración al aplicarse la tinción de Gram (Gram
positivas), por ejemplo, Clostridium difficile y otras no
(Gram
negativas),
por
ejemplo,
Neisseria
gonorrhoeae (alternativa C incorrecta).
Las bacterias presentan distintos tipos de
movimiento: por el uso del flagelo, por cilios o
movimiento ameboide (alternativa D incorrecta).
Lo que les confiere a las bacterias la diferencia para
clasificarlas como Gram positivas o Gram negativas
es la estructura de su pared celular y cómo se
comportan frente al colorante formado por violeta de
genciana y solución yodada, denominado tinción
Gram. Las Gram positivas poseen una gruesa capa
de peptidoglucano o mureína, en tanto que las Gram
negativas
poseen
una
capa
delgada
de
peptidoglucano. Esto permite que las bacterias Gram
positivas retengan la tinción y muestren una
coloración violeta, mientras que las Gram negativas
no la retienen y aparecen de un color rojizo, al
aplicarse la tinción de contraste (safranina). En el
diagrama, la estructura 1 corresponde a la cápsula
(alternativa A incorrecta) y la estructura 2, a la pared
celular, por lo que es la que fija el pigmento en las
Gram positivas y no así en las Gram negativas
(alternativa B correcta).
La estructura 3 representa a la membrana
plasmática, la cual no presenta diferencias de
permeabilidad entre bacterias Gram positivas y Gram
negativas (alternativa C incorrecta). La estructura 7
es un ribosoma, que está presente en todas las
bacterias, independiente de si son Gram positivas o
Gram negativas, siendo del mismo tipo en ambas
(alternativa D incorrecta). La estructura 8 es el
flagelo, cuya presencia es independiente de si la
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D
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D
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A
bacteria es Gram positiva o Gram negativa
(alternativa E incorrecta).
La fisión binaria, que es la división celular de
procariontes, y la mitosis, de los eucariontes,
comparten el hecho de que generan dos células
hijas. Las diferencias están en que el genoma
bacteriano corresponde a una sola molécula de ADN
circular, mientras que en eucariontes hay más de
una molécula, las que se encuentran asociadas a
proteínas histonas, formando cromatina. Si bien se
han detectado en algunos casos la presencia de
proteínas similares a las histonas en el ADN
procarionte, esto no constituye cromatina como tal,
sino una forma más primitiva. Debido a la cantidad
de ADN de la célula eucarionte, el material genético
se debe compactar durante la mitosis para asegurar
la distribución equitativa del material genético entre
las células hijas, formando los cromosomas, que no
aparecen en procariontes.
La membrana plasmática le otorga a la célula el
límite con el ambiente extracelular y la capacidad de
interactuar con este y las demás células del entorno
(opciones I y II correctas). Le permite establecer
puentes de unión y comunicación con otras células,
así como también regular (semipermeable) el paso
de sustancias que salen y entran a la célula. Si bien
aporta a la forma celular, esta puede modificarse
gracias a la fluidez de la membrana plasmática, por
el modelo de “mosaico fluido”. La rigidez es
característica de la pared celular (opción III
incorrecta).
El cultivo 1 presenta crecimiento poblacional frente al
amonio (compuesto inorgánico), lo que indica que
son organismos que obtienen la energía de la
oxidación
del amonio,
por
lo que son
quimiosintetizadoras (opción A correcta). A pesar de
que este cultivo no crece al aplicarle luz solar, no es
correcto deducir que no pueda crecer en presencia
de esta, pues su falta de crecimiento se debe a la
ausencia de un compuesto inorgánico a partir del
cual puedan realizar quimiosíntesis, no a la
presencia de luz (alternativa B incorrecta).
El cultivo 2 presenta crecimiento con almidón, que es
un compuesto orgánico, por lo que debe obtener la
energía de la oxidación de estos compuestos
(elaborados por otros organismos), esto lo hace ser
del tipo heterótrofo (alternativa C incorrecta).
El cultivo 3 crece en presencia de la luz solar, por lo
que no es independiente de este factor (alternativa D
incorrecta) y se puede deducir que corresponde a
organismos fotosintetizadores. Sin embargo, no
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D
necesariamente se trata de cianobacterias, pues
existen
otros
organismos
unicelulares
fotosintetizadores, como por ejemplo, las diatomeas
(protistas unicelulares).
Los procariontes, como las bacterias, tienen
ribosomas con coeficiente de sedimentación 70S,
constituidos por dos subunidades de 50S y 30S. Por
su parte, los organismos eucariontes, como las
levaduras, contienen ribosomas 80S, formados por
dos subunidades cuyos coeficientes son 60S y 40S.
Como se señala en el enunciado, mientras más alto
sea el coeficiente de sedimentación, el componente
se localizará en una fracción más al fondo del tubo.
Por lo tanto, en un tubo de centrífuga con gradiente
de sacarosa, que contiene ribosomas eucariontes
(levaduras) y procariontes (bacteria), esperamos
observar el siguiente orden de las fracciones:
30S
40S
50S
60S
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A
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B
Por lo tanto, las fracciones 2 y 4 corresponden
respectivamente a las subunidades menor y mayor
de los ribosomas de levadura.
Las células eucariontes contienen los organelos en
el citoplasma, en tanto que las células procariontes
no contienen organelos (a excepción de ribosomas,
que son del nivel supramolecular) (opción I correcta).
Tanto procariontes como eucariontes realizan
procesos metabólicos que les permiten la vida
(opción III incorrecta) y mantienen un medio
intracelular distinto al medio extracelular (opción II
incorrecta).
En la imagen se aprecia que las partes principales
de una célula de archaea no difieren de las de una
célula bacteriana, esto es, citoplasma, membrana
celular y pared celular. Sin embargo, si observamos
la composición de su membrana vemos que es
diferente a la de procariontes y eucariontes, pues
contiene cadenas de isopreno en lugar de cadenas
de ácidos grasos (que forman parte de los
fosfolípidos) (alternativa A incorrecta). Este tipo de
diferencias en la composición de estas células ha
hecho que sean separadas en un dominio distinto al
de las bacterias, pese a que ambos tipos celulares
cumplen con la estructura básica de una célula
procarionte (alternativa C incorrecta).
25
B
No se puede establecer a partir de la imagen que las
archaeas estén más cercanamente emparentadas a
una célula eucarionte vegetal que a una bacteria
(alternativa D incorrecta) ni que sean evolutivamente
más primitivas que una bacteria, pues presentan la
misma estructura celular básica (alternativa E
incorrecta).
En la tabla, se observa que la proporción de lípidos
es mayor en células eucariontes que en
procariontes, lo que podría explicarse por la
abundante presencia de membranas internas en las
primeras, debido a su compartimentación. Estas
membranas están formadas principalmente por
fosfolípidos (alternativa B correcta).
Los datos de la tabla corresponden al porcentaje de
cada componente con respecto a la masa total de la
célula, por lo que no se puede afirmar que haya
mayor o menor contenido de un componente en
términos absolutos. Así, es incorrecto señalar a partir
de los datos de la tabla, que la célula eucarionte
tiene la misma de masa de carbohidratos o la misma
concentración interna de sales que la célula
procarionte (alternativas A y C incorrectas). Por lo
mismo, es incorrecto señalar que las células
procariontes tengan mayor contenido de ADN que
las procariontes. Si bien presentan una mayor
proporción de este componente, esto podría deberse
a que esta célula presenta una menor masa de otros
componentes, por lo que en términos porcentuales
supera a la eucarionte, sin superarla necesariamente
en términos absolutos (alternativa D incorrecta).