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ESCUELA EUROPEA DE LUXEMBURGO I 4º SECUNDARIA SECCION ESPAÑOLA BIOLOGÍA Obtención de energía para la célula La obtención de energía se realiza en las mitocondrias. Al interior de estos orgánulos llegan alimentos, principalmente azúcares. Allí sufren reacciones de oxidación, que en conjunto se denominan respiración celular. Los productos finales son el dióxido de carbono y el agua (igual que al quemar otros combustibles). La diferencia estriba en que en lugar de desprenderse energía en forma de calor, se desprende en forma de ATP (trifosfato de adenosina), que es una molécula capaz de acumular la energía química. El ATP es empleado fundamentalmente en: - La fabricación de proteínas y otras sustancias necesarias para el crecimiento. - La realización de fenómenos vitales que requieren energía: transporte de sustancias, movimientos, reproducción... Fabricación de sustancias Los orgánulos que se encargan de la fabricación de sustancias son: los ribosomas, el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi. Los ribosomas son pequeños gránulos dispersos en el hialoplasma o adheridos al retículo endoplasmático. Fabrican las proteínas que necesita la célula de acuerdo a las instrucciones contenidas en el núcleo. El retículo endoplasmático es una extensa red de tubos y sacos aplanados que reparte por toda la célula las proteínas fabricadas por los ribosomas y otras sustancias. El aparato de Golgi está formado por unos sacos aplanados apilados de los que brotan vesículas llenas de sustancias (lisosomas y vesículas de secreción). A veces las bolsas formadas en el aparato de Golgi se abren al exterior porque contienen sustancias útiles fuera de la célula (saliva, moco, celulosa). Otras veces las vesículas se quedan en el citoplasma para cumplir su función, como es el caso de los lisosomas. Relación celular: la célula siente y se mueve La mayor parte de las células son capaces de percibir cambios en el ambiente que les rodea, pero hay células especializadas en la percepción de estímulo, como es el caso de las células de los órganos sensitivos de los animales (sensibles a la luz, al sonido, al sabor, al olor, a los cambios de temperatura, etc. Muchas células pueden moverse en respuesta a los estímulos que reciben, en particular, células animales o procarióticas. Podemos distinguir varios modos de desplazamiento celular: a) El movimiento ameboide, propio de células que pueden forman unos lóbulos llamados seudópodos. Así se mueven en nuestro interior los glóbulos blancos encargados de nuestra defensa y algunos Protozoos. b) El movimiento ciliar, llevado a cabo mediante cilios, cortos y numerosos, que se mueven como remos. Tema 1 página 8 Biología celular ESCUELA EUROPEA DE LUXEMBURGO I 4º SECUNDARIA c) SECCION ESPAÑOLA BIOLOGÍA El movimiento flagelar, movido por los flagelos, más largos y menos numerosos que los cilios que se mueven como un látigo. Ameba desplazándose mediante seudópodos Espermatozoide desplazándose flagelos Células ciliadas de epitelio de tráquea. Si una célula está fija, el movimiento de sus cilios mueve el medio que la rodea. La coordinación celular El órgano que pone orden y control en todas las acciones de la célula es el núcleo. El componente más importante del núcleo es una sustancia llamada ADN (ácido desoxirribonucléico). También es importante el nucleolo, donde se fabrican los componentes de los ribosomas. El ADN es protegido por unas proteínas (las histonas) junto con las que forma la cromatina. La cromatina es una molécula en forma de hilo (la de una célula humana mide 0,0000002 mm de grosor y dos metros de longitud) y generalmente no forma una única pieza, sino que se divide en una serie de “hilos” menores. Estos “hilos” únicamente son visibles en el periodo de división celular en el que la cromatina se compacta formando los llamados cromosomas. El ADN está constituido por millones de moléculas más pequeñas, los nucleótidos, de los que hay cuatro tipos. El orden en que están colocados es diferente en cada ser vivo. El ADN es quien dirige la fabricación de las proteínas: el fragmento de ADN en que está codificada la estructura de una proteína se denomina gen. Cuando una célula se va a dividir, antes duplica su ADN de forma que cada una de las células hijas reciba idénticas instrucciones a las que ella posee para el montaje de sus proteínas. A este proceso se le denomina replicación. Tema 1 página 9 Biología celular ESCUELA EUROPEA DE LUXEMBURGO I 4º SECUNDARIA SECCION ESPAÑOLA BIOLOGÍA La reproducción celular Permite asegurar la perpetuación de la célula. Las células van nutriéndose y creciendo a lo largo de su vida hasta alcanzar un tamaño adecuado. Entonces se divide. En el ciclo de reproducción celular se distinguen dos etapas: La interfase: fase de crecimiento celular en la que se desarrolla la mayor parte de las reacciones metabólicas. En ella se produce también la duplicación del ADN necesaria para la siguiente fase de división. La división celular: consiste en el reparto del material genético (ADN), previamente duplicado, entre las dos células hijas; este reparto se denomina cariocinesis y suele ir seguido de la citocinesis o división del citoplasma. Según cómo se produce la cariocinesis, se distinguen dos tipos de reproducción celular: o Mitosis: es un proceso por el que una célula madre da lugar a dos células hijas de forma que el contenido genético de éstas (ADN o cromatina) es idéntico entre sí y a al de la célula madre. Se descompone en cuatro fases denominadas profase, metafase, anafase y telofase. Es el procedimiento habitual de reproducción celular en la reproducción asexual y en los procesos de crecimiento y reposición de células de los seres con reproducción sexual. o Meiosis: es un proceso de división celular responsable de la formación de los gametos, células especializadas en la reproducción sexual. La reproducción sexual se basa en la unión (fecundación) de dos células procedentes cada una de cada progenitor (gametos). Se forma así la primera célula del nuevo ser (cigoto) que reúne el ADN de los dos gametos. Para evitar que el cigoto tenga el doble de ADN que sus padres, hay que reducir a la mitad la cantidad de ADN que cada gameto trasporta. En ello consiste la meiosis. Se compone de dos mitosis especiales y sucesivas sin duplicación de ADN entre ambas. Cada célula madre da lugar a cuatro células hijas (los gametos) distintas entre sí y con la mitad del contenido de ADN de la célula madre: se dice que son células haploides. Se produce únicamente en los órganos sexuales (gónadas) de los seres con reproducción sexual. Los procesos de reproducción celular se estudian en detalle en el curso siguiente. Tema 1 página 10 Biología celular ESCUELA EUROPEA DE LUXEMBURGO I 4º SECUNDARIA SECCION ESPAÑOLA BIOLOGÍA 7. LAS CÉLULAS CONSTITUYEN TEJIDOS Todas las células de un organismo pluricelular nacido por reproducción sexual proceden por mitosis de una primera célula, la célula madre o cigoto, procedente de la fusión de un gameto de su padre con otro de su madre. Durante el desarrollo embrionario, esta célula se divide repetidamente para originar las numerosas células que forman el organismo. A medida que las células se multiplican, las nuevas células se especializan y adaptan sus estructuras a la función que van a desempeñar. Este proceso se llama diferenciación celular. Un tejido es un conjunto de células especializadas y diferenciadas para realizar una determinada función. Los principales tejidos animales son: Tejidos epiteliales. o Tejidos epiteliales de revestimiento o epitelios: revisten la superficie del cuerpo y el interior de los órganos internos. Pueden tener una capa (como el que forma la pared de los capilares) o varias capas (como la piel). Pueden estar revestidos de mucus (mucosa del tubo digestivo), de cilios (epitelio de tráquea), o de una sustancia córnea (la piel). o Tejidos epiteliales glandulares: un tipo especial de epitelio se especializa en segregar sustancias. Si las vierten al exterior del cuerpo, se llaman glándulas exocrinas (como las salivares, las lacrimales o las mamarias). Si vierten a la sangre, se llaman glándulas endocrinas (como el tiroides o la hipófisis). o Corte de epitelio pluricelular con capa córnea (piel) Corte de epitelio unicelular plano (endotelio capilar) Tejidos conectivos. Forman el material de relleno y unión de todos los órganos y forman estructuras de sostén. Tienen gran variedad de células y una sustancia intercelular que rellena el espacio entre ellas. o Tejido conjuntivo: es el “cemento” del organismo y en él se encuentran inmersos los vasos sanguíneos. Su sustancia intercelular está formada por fibras resistentes (colágeno) y elásticas. o Tejido cartilaginoso: su sustancia intercelular es orgánica y puede ser flexible, elástica o rígida. Hay cartílago en las orejas, la nariz, la laringe, la tráquea o entre las vértebras. Tejido conjuntivo fibroso (dermis) o Tema 1 Corte de epitelio unicelular con cilios (epitelio de tráquea) Tejido cartilaginoso fibroso (tráquea) Tejido óseo compacto (diáfisis de hueso largo) Tejido óseo: forma los huesos. Su sustancia intercelular está endurecida con sales minerales con calcio; las células viven en “lagunas” aisladas en su interior. página 11 Biología celular ESCUELA EUROPEA DE LUXEMBURGO I 4º SECUNDARIA o Tejido adiposo: es una variedad de tejido conectivo especializado en acumular grasa como reserva y aislante. Se encuentra bajo la piel y en el interior de los huesos (tuétano). Tejidos musculares. Formados por células alargadas (fibras) que se caracterizan por poder contraerse. o Tejido muscular liso: su contracción es lenta, duradera e involuntaria. Forma las paredes de las vísceras y de los vasos sanguíneos. o Tejido muscular estriado: sus células presentan estrías transversales, debido a las proteínas que lo componen. Su contracción es rápida y voluntaria. Forma la musculatura. o Tejido muscular cardíaco: de estructura similar al estriado, pero de contracción involuntaria. Forma las paredes del corazón. Tejido adiposo SECCION ESPAÑOLA BIOLOGÍA Tejido muscular estriado Tejido nervioso Tejido nervioso. Sus células, las neuronas, son capaces de producir impulsos eléctricos y transmitirlos. Su alto grado de especialización va acompañada por una pérdida de la capacidad de realizar otras actividades: su alimentación, defensa y aislamiento está asegurada por células acompañantes, llamadas en conjunto neuroglía. Los tejidos de los vegetales son: Meristemos: producen el crecimiento de la planta en longitud y grosor. Se sitúan en las puntas de tallos y raíces y en las yemas para el crecimiento en longitud, y a lo largo del tallo y la raíz párale crecimiento en grosor. Tejidos conductores: transportan agua y nutrientes. Han de ser fabricados cada año. Las capas endurecidas de xilema de años anteriores formas los anillos de crecimiento de la madera. o Xilema o vasos leñosos: transporta savia bruta (agua y sales) de la raíz a las hojas. o Floema o vasos liberianos: transporta savia elaborada (agua y nutrientes) de las hojas a otras partes de la planta. o Haz de vasos conductores Tema 1 Corte transversal de raíz joven página 12 Biología celular ESCUELA EUROPEA DE LUXEMBURGO I 4º SECUNDARIA SECCION ESPAÑOLA BIOLOGÍA Parénquimas: tejidos de relleno que se encargan de almacenar o fabricar el alimento. Sirven de reserva de alimento (por ejemplo, el relleno de frutas, bulbos y tubérculos) o para hacer la fotosíntesis (interior de la hoja). Protectores: recubren las superficies externas. Si son jóvenes se llaman epitelios (como en las hojas). Si tienen más de un año suelen revertirse de súber y se denominan corteza. Esqueléticos: dan rigidez y soporte a la planta. El más conocido es la madera (xilema de años anteriores endurecido con lignina), pero también se pueden citar los tejidos que protegen las semillas de muchas plantas, las fibras de las hierbas, las columnas de tejido que mantienen erguidas las hojas de lechuga, etc. Corte longitudinal de raíz joven Tema 1 Corte transversal de hoja página 13 Biología celular ESCUELA EUROPEA DE LUXEMBURGO I 4º SECUNDARIA SECCION ESPAÑOLA BIOLOGÍA 8. ACTIVIDADES DE REPASO 1. El siguiente esquema corresponde a una célula vegetal. Cópialo en tu cuaderno y señala con flechas los siguientes orgánulos: núcleo, membrana plasmática, mitocondrias, citoplasma, pared celular, vacuola, cloroplastos 2. Indica qué parte de la célula realiza cada una de las siguientes funciones: a) Libera energía a partir de materia orgánica y oxígeno. b) Es una barrera que controla la entrada y la salida de sustancias en la célula. c) Fabrica materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos. d) Contiene una molécula que controla el funcionamiento celular. 3. Relaciona cada término de la primera columna con uno de la segunda: Meiosis Sensibilidad Anabolismo Gametos Estímulo Construcción Célula vegetal Movimiento Flagelo Vacuola grande 4. El siguiente esquema corresponde a una célula animal. Cópialo en tu cuaderno y señala con flechas los siguientes orgánulos: núcleo, membrana plasmática, mitocondrias, citoplasma, lisosomas, centríolos 5. Justifica cuál o cuáles de las siguientes afirmaciones son falsas: a) El CO2 es un desecho de la fotosíntesis. b) El CO2 es un desecho de la respiración celular. c) El O2es un desecho de la fotosíntesis. d) El O2 es necesario en la respiración celular. e) El O2 y CO2 el son moléculas orgánicas. 6. La siguiente lista de términos contiene dos orgánulos, dos células, dos tejidos, dos órganos y dos organismos. Indica quién es quién. Epidermis, corazón, cloroplasto, bacteria, paramecio, hoja, mitocondria, glóbulo rojo, neurona, cartílago 7. Justifica qué afirmaciones son falsas: a) Las células vegetales tienen nutrición autótrofa. b) Las células animales tienen nutrición heterótrofa. c) Una célula autótrofa no consume oxígeno. d) Una célula heterótrofa debe incorporar materia orgánica para asegurar su nutrición. e) Las células animales sólo realizan la respiración celular y las vegetales sólo la fotosíntesis. Tema 1 página 14 Biología celular ESCUELA EUROPEA DE LUXEMBURGO I 4º SECUNDARIA SECCION ESPAÑOLA BIOLOGÍA 8. Ordena los orgánulos y estructuras de la célula eucariota en alguna de las siguientes categorías (algunos pueden estar en más de un grupo): a) Producen movimientos celulares b) Son exclusivos de la célula animal c) Son exclusivos de la célula vegetal d) Elaboran sustancias para la vida celular e) Producen energía en forma de ATP f) Están en el interior del núcleo 9. ¿Qué tipo de célula tendrá el aparato de Golgi más desarrollado, una de la piel de la planta del pie o una de las glándulas salivares? ¿Por qué? 10. Cita ejemplos de células del cuerpo humano que puedan desplazarse y di cómo lo hacen. 11. Haz corresponder a cada uno de los tejidos de la primera columna la característica correspondiente de la columna de la izquierda. Meristemo Glandular Conjuntivo Muscular cardíaco Muscular liso Cartilaginoso Parénquima Adiposo Óseo Epitelial Contracción lenta e involuntaria Tejido conectivo flexible y elástico Tejido de crecimiento vegetal Tejido de revestimiento y protección Sirve como reserva de energía Deriva del tejido epitelial Forma los tendones Tejido de relleno vegetal Similar al músculo estriado, pero contracción involuntaria Contiene sustancia intercelular mineral 12. ¿Cómo obtienen energía las plantas cuando no hay luz? 13. Las levaduras son organismos eucariotas que, al igual que las bacterias pueden hacer fermentaciones. Busca información sobre las fermentaciones hechas por levaduras y bacterias. 14. Haz corresponder a cada una de las características mencionadas la estructura celular a que se refiere: Lugar de síntesis de lípidos: Cromatina compactada: Protege, aísla y comunica la célula del exterior: Formada por celulosa: Fabrica proteínas: Realiza la respiración celular: Responsable del movimiento de los Ciliados: Fabrica sustancias que han de ser empaquetadas: Componente líquido del citoplasma: Oxida azúcares para obtener energía: Contiene enzimas digestivas: Formada por ADN e histonas: Contiene sustancias con destino a ser vertidas al exterior: Capta luz solar y fabrica azúcares: Tema 1 página 15 Biología celular