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Guía: Célula animal y vegetal SGUICTC038TC31-A17V1 SOLUCIONARIO GUÍA Célula animal y vegetal Tabla de corrección: Ítem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Alternativa B E B D C C E C C C B A E B B E A A C A D D C D A Habilidad Reconocimiento Comprensión Reconocimiento Reconocimiento Comprensión Comprensión Comprensión Comprensión Comprensión Reconocimiento Comprensión ASE Reconocimiento Reconocimiento Comprensión Comprensión Comprensión ASE Reconocimiento Comprensión Comprensión Comprensión Comprensión ASE ASE Dificultad estimada Fácil Fácil Fácil Fácil Media Media Media Media Media Media Media Media Media Media Media Media Media Media Media Media Media Media Difícil Difícil Difícil Tabla de defensa: Ítem 1 Alternativa B Defensa El retículo endoplasmático es un organelo membranoso (alternativa D incorrecta) que se encuentra en células eucariontes, tanto animales como vegetales (alternativa A incorrecta). Existen dos tipos de retículo endoplasmático que llevan a cabo funciones diferentes: el retículo endoplasmático liso (REL) se encarga de la síntesis de lípidos, mientras que el rugoso (RER) tiene ribosomas adheridos a sus membranas, por lo que se encarga de la síntesis de proteínas (alternativa C incorrecta). El RER es una continuación de la carioteca y, a su vez, se encuentra físicamente unido al REL (alternativa B correcta). 2 E Una forma de clasificar a los organelos corresponde a las actividades metabólicas que realizan y los identifican, es por ello que un organelo clásico catabólico corresponde a las mitocondrias (alternativa E correcta), por ser en ellas donde ocurre la respiración celular para obtener energía a partir de la degradación (oxidación) de moléculas de piruvato. 3 B Los centriolos son estructuras conformadas por microtúbulos y se encuentran presentes solo en células animales (alternativas A y E incorrectas). No todas las células que realizan mitosis presentan centriolos, como es el caso de las células vegetales, las cuales presentan centros de organización del huso (alternativa C incorrecta). Las bacterias, por su parte, son células de tipo procarionte sin centriolos (alternativa D incorrecta). En las células animales, los centriolos se encargan de formar cilios y flagelos, además de participar en la formación del huso mitótico durante la división del núcleo celular (alternativa B correcta). 4 D Las microvellosidades son expansiones del citoplasma y de la membrana plasmática celular, que se encargan de aumentar la superficie de absorción celular (alternativa D correcta). 5 C Los centriolos están presentes en la célula animal, en donde coordinan la distribución de los microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios, para dar forma al citoesqueleto, a los cilios y a flagelos. La célula vegetal carece de centriolos, aunque sí tiene un citoesqueleto, que presenta algunas diferencias estructurales con el de la célula animal (alternativa C correcta). Las vacuolas almacenan principalmente agua, pero solo en la célula vegetal contienen gran parte del agua, pudiendo llegar a ocupar más del 90% del volumen celular. En este tipo de células típicamente existe una o unas pocas vacuolas, en cambio en la célula animal, son varias vacuolas y de menor tamaño (alternativa A incorrecta). El aparato de Golgi está formado por cisternas de membranas, los dictiosomas, que son más pequeñas y dispersas en la célula vegetal que en la animal (alternativa B incorrecta). La pared celular otorga soporte mecánico a la célula vegetal, está formada por celulosa y su rol es estructural (alternativa D incorrecta). Los lisosomas son vesículas con enzimas digestivas hidrolíticas y proteolíticas, que se encargan de la digestión celular (alternativa E incorrecta). La síntesis de lípidos y de proteínas, están a cargo de los retículos endoplasmáticos liso y rugoso, respectivamente, tanto en la célula vegetal como en la animal. 6 C El colesterol es un lípido del tipo esteroide, que el cuerpo humano puede obtener por dos vías: la externa (colesterol exógeno), que proviene de la dieta, y la interna (colesterol endógeno), que se origina en el retículo endoplasmático liso de casi todas las células animales y, particularmente, de las células del hígado. Para que sea secretado o evacuado de la célula requiere del trabajo del aparato de Golgi, que empaqueta y madura las sustancias recibidas desde el REL y del RER y luego las traslada en vesículas de secreción hacia la membrana plasmática, donde son finalmente evacuadas de la célula. Si se obstruye el aparato de Golgi, no se podrá evacuar el colesterol desde la célula, porque esta es su función principal, la secreción celular (opción I correcta). Se requiere del REL para la síntesis del colesterol endógeno, por lo que si no está presente, no habrá colesterol que secretar (opción II correcta). El RER realiza la síntesis de proteínas, no de lípidos (opción III incorrecta). 7 E Las células vegetales pueden realizar mitosis y meiosis, estando esta última involucrada en la formación de células gaméticas en las plantas, como, por ejemplo, el grano de polen (alternativas A y B incorrectas). La citodiéresis o citocinesis (división del citoplasma) también es un proceso que puede tener lugar en una célula vegetal, a pesar de presentar diferencias con el proceso en células animales (alternativa D incorrecta). En estas últimas ocurre por la formación de un anillo contráctil que comprime a la célula en su zona media, mientras que en células vegetales, la presencia de la pared celular rígida impide que el proceso ocurra de esa forma. Por ello, la citodiéresis de células vegetales ocurre a través de la formación de un tabique o fragmoplasto. También, y debido a la presencia de la pared celular rígida en células vegetales, estas no pueden realizar fagocitosis, que involucra una invaginación mediante el movimiento de la membrana plasmática (alternativa E correcta). La glucólisis es un proceso generalizado para células procariontes y eucariontes de tipo animal y vegetal (alternativa C incorrecta). 8 C La membrana plasmática no presenta la misma permeabilidad para todas las sustancias, sino que depende del tamaño y carga de cada sustancia, así como de la mayor o menor presencia de transportadores. Esta propiedad de la membrana se conoce como permeabilidad selectiva y permite mantener una diferencia entre el medio intra y extracelular, dependiendo de las necesidades celulares (alternativa C correcta). Los lisosomas tienen por función la digestión de materiales externos e internos que deben ser degradados (alternativa A incorrecta); los ribosomas sintetizan proteínas (alternativa B incorrecta); la vacuola almacena agua (alternativa D incorrecta) y las mitocondrias están relacionadas con la respiración celular (alternativa E incorrecta). 9 C Habilidad de pensamiento científico: Identificación de teorías y marcos conceptuales, problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones, en investigaciones científicas clásicas o contemporáneas. En el enunciado se presenta una posible explicación sobre el origen de las células nucleadas (eucariontes), por lo tanto, corresponde a una hipótesis. Se presenta, además, una línea de evidencia que apoya esta hipótesis, lo que destaca el hecho de que las hipótesis están basadas en la evidencia y deben ser sometidas a prueba (alternativa C correcta). Una teoría también es una explicación, pero aplicable a un conjunto más amplio de fenómenos, pudiendo incorporar una o más hipótesis y/o leyes (alternativa B incorrecta). Por ejemplo, esta hipótesis, conocida como eucariogénesis viral, podría incorporarse como parte de una teoría endosimbiótica para explicar el origen de las células eucariontes. 10 C La autofagia celular es un proceso en el cual la célula degrada componentes propios que ya han dejado de funcionar como corresponde o han envejecido, por lo tanto, es un proceso fundamental para la renovación celular (alternativa C correcta). 11 B Las mitocondrias, los retículos endoplasmáticos, aparato de Golgi y lisosomas son organelos que se encuentran en las células eucariontes vegetales y animales (alternativa B correcta). Los cloroplastos y la pared celular son exclusivos de las células vegetales (alternativas A, C y E incorrectas) y los centriolos son exclusivos de células animales (alternativa D incorrecta). El núcleo también se encuentra presente en toda célula eucarionte, animal o vegetal. 12 A Al observar la tabla se comprueba que un 54% del volumen de la célula lo ocupa el citosol, por lo que se deduce que el restante porcentaje (46%), cercano al 50%, lo ocupan el núcleo y los organelos, que corresponden a compartimentos membranosos internos (A correcta). De acuerdo a la tabla, los retículos endoplasmáticos ocupan en conjunto un 12% del volumen celular. Si bien dicho volumen incluye al liso y al rugoso, no es correcto asumir que cada uno ocupará la mitad del volumen total (6%), por lo que la alternativa B es incorrecta. La alternativa C es incorrecta, porque el núcleo, que representa el 6% del volumen es uno solo, en cambio las mitocondrias son 1700 y todas ellas representan el 22% del volumen celular, lo que significa que son de menor tamaño individualmente. La alternativa D es incorrecta ya que las vesículas (peroxisomas, lisosomas y endosomas) tienen el mismo porcentaje en cuanto al volumen que ocupan (1%), sin embargo, hay más peroxisomas (400), por lo que se deduce que son de menor tamaño. La alternativa E es incorrecta porque el volumen ocupado por el núcleo (6%) es mayor que el ocupado por lisosomas y peroxisomas, que corresponde al 2%. 13 E La figura representa una célula animal, donde se indica a P como el retículo endoplasmático rugoso, ya que tiene ribosomas adosados a su superficie y se sitúa al lado del núcleo, siendo este último el punto Q. Finalmente, el punto R representa la membrana celular, que rodea a la célula completamente. 14 B El citoplasma consiste en un medio acuoso de naturaleza coloidal, llamado citosol, y en una diversidad de organelos celulares que desempeñan diferentes funciones. El citosol es la fracción soluble del citoplasma, formado principalmente por agua, que contiene en suspensión sustancias como enzimas e inclusiones citoplasmáticas. Puede encontrarse en estado gel (viscoso) o sol (fluido), dependiendo de las variaciones de temperatura y asociaciones entre las proteínas que se encuentran en la suspensión (opción II correcta), pudiendo variar localmente y temporalmente. Por lo tanto, el citosol interviene en la modificación de la viscosidad, tanto para células animales como para células vegetales. El movimiento ameboide va acompañado de transiciones entre el estado gel y sol del citosol, pero no se da en células vegetales, ya que presentan pared celular que les da mayor rigidez que a la célula animal (opción I incorrecta). Las inclusiones citoplasmáticas son agregados de sustancias que no se disuelven en el citosol y que no están rodeadas por una membrana. Ejemplo de ello es el glucógeno y el almidón, que sirven de reserva energética en células animales y vegetales, respectivamente. Entre las inclusiones citoplasmáticas de la célula animal, no se encuentran aceites esenciales* ni almidón**, ya que estos son característicos de la célula vegetal (opción III incorrecta). *Aceites esenciales: mezcla de compuestos terpénicos, como el mentol, alcanfor, etc. que dan olores y sabores característicos a las plantas que los presentan. **Almidón: polisacárido de reserva en células vegetales. 15 B El colesterol es un esteroide (lípido) que forma parte de la membrana celular de las células animales. Este tipo de biomoléculas se sintetiza en el retículo endoplasmático liso, por lo tanto, allí se encuentran las enzimas necesarias para el proceso (alternativa B correcta). 16 E Las bacterias son células procariontes y las neuronas, eucariontes animales. Las algas unicelulares son organismos muy variados, pues existen las procariontes (del reino Monera), denominadas cianobacterias (algas verde-azules) y las eucariontes; entre estas últimas están las pertenecientes al reino Protista (rojas y pardas) y al reino Plantae (verdes). Cabe mencionar que existen también las algas pluricelulares (de los reinos Protista y Plantae). De los organelos mencionados, los únicos que están presentes en los tres tipos de célula son los ribosomas; los otros aparecen únicamente en células eucariontes (alternativa E correcta). 17 A Los cloroplastos son los organelos que permiten que las células vegetales puedan aprovechar la energía solar para fabricar compuestos orgánicos, sin necesidad de depender de otros seres vivos para su alimentación (alternativa A correcta). 18 A En el esquema se observa, asociado a la membrana nuclear, el retículo endoplasmático rugoso y, ligado a este, el liso. Desde los retículos salen vesículas (señaladas con el número 1) que se dirigen al aparato de Golgi, designado con el número 2 (alternativa D incorrecta). Del aparato de Golgi también salen vesículas que tienen diferentes destinos, entre ellas la que aparece señalada con el número 3. Las vesículas señaladas con el número 1 proceden de los retículos rugoso y liso, por lo que pueden contener tanto lípidos como proteínas inmaduras (alternativas A correcta; E incorrecta). La síntesis de lípidos es una función del REL, no del aparato de Golgi (alternativa B incorrecta). Por último, la vesícula 3 puede contener tanto lípidos como proteínas (alternativa C incorrecta). 19 C La pared celular se localiza fuera de la membrana plasmática y es el compartimento celular que media todas las relaciones de la célula con el entorno. Además, protege los contenidos de la célula, da rigidez a la estructura celular y en el caso de hongos y plantas, la pared celular define la estructura y le otorga soporte a los tejidos. La composición de la pared celular presenta variaciones según el tipo de célula. En vegetales, está compuesta por microfibrillas de celulosa embebidas en una matriz de hemicelulosa y pectina, ambos polisacáridos. En procariontes, se compone principalmente por peptidoglicanos y en hongos, mayormente por quitina, aunque también contiene celulosa (alternativas A, B y E incorrectas). En vegetales, las células vecinas pueden estar unidas a través de plasmodesmos, puentes que atraviesan sus paredes celulares, conectando los citoplasmas (alternativa C correcta). Las microvellosidades son prolongaciones de la membrana celular, no de la pared, que aumentan la superficie de absorción de las células (D incorrecta). 20 A Los compartimentos que presentan material genético propio son las mitocondrias y los cloroplastos (opción III incorrecta), pero solo las mitocondrias (opción I correcta) se encuentran en células animales, pues los cloroplastos son exclusivos de las células vegetales (opción II incorrecta). 21 D Una de las características del aparato de Golgi es la secreción de sustancias hacia el medio extracelular, así como también la maduración y modificación de moléculas; además, se clasifica como un organelo endomembranoso y tiene relación directa con los retículos endoplasmáticos, porque recibe las moléculas sintetizadas en estos para su procesamiento (alternativa D correcta). 22 D Aparecen representados una mitocondria y un cloroplasto. Ambos son organelos que presentan doble membrana y contienen moléculas propias de ADN y ribosomas, por lo que pueden sintetizar algunas proteínas específicas (opción I y II correctas). La presencia de pigmentos como la clorofila, sin embargo, es una característica específica de los plastidios (opción III incorrecta), los cuales son organelos exclusivos de las células vegetales. Están los del tipo cromoplastos (rojo, amarillo y anaranjado) y los cloroplastos (verde). Estos últimos son los más importantes por la presencia del pigmento clorofila, ya que son capaces de absorber la luz para llevar a cabo la fotosíntesis. 23 C La hemoglobina es una proteína fundamental para la función de los glóbulos rojos (transporte de oxígeno a los tejidos). Al madurar, los glóbulos rojos pierden la capacidad de sintetizar proteínas, por lo que la hemoglobina que requieren debe producirse y acumularse en las etapas inmaduras del desarrollo. La hemoglobina es una proteína que permanece en el citoplasma de la célula, por lo tanto, su síntesis es llevada a cabo por ribosomas libres, los cuales aparecerán en gran número en los eritroblastos, previo a la maduración de los glóbulos rojos (alternativa C correcta). 24 D Habilidad de pensamiento científico: Procesamiento e interpretación de datos y formulación de explicaciones, apoyándose en los conceptos y modelos teóricos. En la tabla podemos ver que los organelos membranosos que se presentan (lisosomas y mitocondrias) son más grandes que los ribosomas, ya que el tamaño de estos últimos está expresado en nm (10-9 m) y equivale a 0,032 μm. Por lo tanto, no es correcto afirmar que los ribosomas sean más grandes que algunos organelos membranosos a partir de los datos de la tabla (alternativa A incorrecta). Por lo mismo, es inválido afirmar que los lisosomas sean las estructuras de menor tamaño (alternativa E incorrecta). El tamaño de los lisosomas, de acuerdo a la tabla, es muy variable y puede ser menor o mayor que el de una mitocondria (alternativa C incorrecta). Como el diámetro del núcleo es 6 μm y el del nucléolo fluctúa entre 1,5 y 2 μm, se puede afirmar que el diámetro del núcleo es entre 3 y 4 veces mayor que el del nucléolo, ya que 1,5 x 4 = 6 y 2 x 3 = 6 (alternativa D correcta). Los filamentos intermedios miden entre 8 y 12 nm, por ende, son de menor tamaño que los microtúbulos que miden 25 nm (alternativa B incorrecta). 25 A La vacuola es un saco membranoso, que almacena agua y nutrientes. Por lo general, las células vegetales tienen una sola vacuola, de gran tamaño, que puede ocupar más del 90% del volumen celular. En las células vegetales, la vacuola contiene una solución de sales minerales, azúcares y aminoácidos. Las funciones de la vacuola en la célula vegetal son: contener depósitos temporales de azúcares y aminoácidos, como fuentes de alimento de reserva y, principalmente, almacenar grandes cantidades de agua, incluso más que en el citoplasma (alternativa C incorrecta), para regular así el estado de hidratación celular en respuesta a los cambios de presión osmótica intracelular (alternativa A correcta). Esta pared celular es rígida, por lo que no se deforma (expansión ni contracción) de forma considerable en respuesta a los cambios de presión osmótica (alternativa D incorrecta). Bajo condiciones de alta disponibilidad de agua (medio hipotónico), aumenta el ingreso de esta a la célula (como ocurre en 1), aumentando su volumen y presionando a la membrana celular contra la pared. Esto se conoce como presión de turgencia, la que sería alta en 1 y baja en 2 (alternativa B incorrecta). Debido a la rigidez de la pared celular, la célula no revienta ni disminuye su volumen en respuesta a los cambios de presión osmótica (alternativa E incorrecta).