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FISIOLOGÍA CELULAR BIOLOGÍA 2º DE BACHILLERATO VANESA SANCHO ESTEBAN FISIOLOGÍA CELULAR Contenidos: 1. Función de relación 2. Función de reproducción a. Ciclo celular b. División celular 3. Función de nutrición BIOLOGÍA 2º DE BACHILLERATO VANESA SANCHO ESTEBAN FISIOLOGÍA CELULAR Al igual que ocurre con un organismo pluricelular completo, las diversas actividades realizadas por una célula se pueden agrupar en tres tipos de funciones: - Función de relación: supone percepción de estímulos, comunicación intercelular y elaboración de respuestas. - Función de reproducción: las células se multiplican transfiriendo la información genética a sus células hijas. - Función de nutrición: obtención de materia y energía para la renovación de la materia propia y para las diferentes actividades celulares. LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS 1. FUNCIÓN DE RELACIÓN La relación hace referencia a todos aquellos procesos que capacitan a los organismos para reconocer los cambios que se producen en el medio y para responder de forma adecuada ante ellos. ESTÍMULOS RESPUESTAS Cambios físicos o químicos que se producen en el medio externo o interno de la célula Acciones variadas que se producen como reacción a un estímulo. LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS Estímulos y sistemas de comunicación entre células 1. En organismos unicelulares, la propia célula debe ser capaz de detectar estímulos y elaborar la respuesta adecuada (moverse, captar alimento, enquistarse, etc.). 2. En organismos pluricelulares existen algunas células especalizadas en estas tareas. Además e simprescindible una comunicación entre este tipo de células. Recibir estímulos: células de los órganos sensoriales. Transmitir señales: células nerviosas o endocrinas. LLevar a cabo una respuesta: musculares o glandulares. LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS Modalidades de comunicación entre células 1. En células vegetales influye la pared celular. Se realiza a través de plasmodesmos, que atraviesan la pared celular, o mediante hormonas vegetales. 2. En células animales se pueden comunicar de tres formas: Unión directa o de tipo gap entre células contiguas. Contacto de dos células a través de moléculas señalizadoras unidas a la membrana plasmática. Comunicación a distancia mediante moléculas segregadas. • Señalización paracrina • Señalización endorcrina • Señalización sináptica LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS Recepción de estímulos y transducción de señales Existen dos tipos de receptores: 1. Receptores intracelulares: En este caso las moléculas señal son pequeñas, solubles en lípidos e insolubles en agua (hormonas esteroideas o vit. D). Pasan la membrana por difusión simple y en el inetrior celular se unen a proteínas receptoras específicas intracelulares en el citoplasma o en el núcleo produciendo el consiguiente cambio fisiológico en la célula. 2. Receptores de membrana: Son las moléculas grandes y solubles en agua, pero insolubles en lípidos. Los receptores están en la membrana celular, son proteínas receptoras de superficie. LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS Las respuestas de la célula son variadas. Destacan tres: - Secrección de determinadas sustancias - Multiplicación celular. - Movimento. LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS Las respuestas de la célula por secreción de sustancias En algunas células la señal recibida se concreta en la secreción de productos al exterior celular. Las moléculas son almacenadas en el interor celular hasta que se recibe la señal correspondiente. La señal suele ser una hormona o un neurotransmisor que modifica, por ejemplo, los canales de calcio en el citosol, y la célula, en respuesta, libera un determinado producto por exocitois. LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS Las respuestas de la célula por multiplicación celular Dependiendo del mensaje recibido, responder de tres maneras diferentes: las células pueden - Simplemente sobreviviendo, regenerando sus propias estructuras. - Muriendo (muerte celular programada o apoptosis). - Multiplicándose, dando lugar a nuevas células hijas. LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS Las respuestas de la célula pueden ser, si se tiene en cuenta el movimiento: - Estáticas. No implican movimiento celular. - Enquistamiento o secreción de sustancias. - Dinámicas. Implican movimiento celular. - Movimiento vibrátil. - Cilios: cortos y numerosos. - Flagelos: largos, poco numerosos (uno o dos). - Movimiento ameboide. - Pseudópodos - Movimiento contráctil - Filamentos de actina y miosina Flagelos Cilios Seudópodos LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS 2. FUNCIÓN DE REPRODUCCIÓN 2.1. LA REPRODUCCIÓN EN LAS CÉLULAS La reproducción es el proceso que permite a los seres vivos generar individuos con sus mismas características y, así, perpetuar la especie. Ciclo celular. Las células siguen un ciclo celular formado por dos períodos: - Interfase - División celular LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS 2.1. LA REPRODUCCIÓN EN LAS CÉLULAS INTERFASE - Fase G1. Aumenta el nº de orgánulos. - Fase S. Síntesis del nuevo ADN. - Fase G2. Síntesis de estructuras para la división. DIVISIÓN CELULAR - MITOSIS* o cariocinesis. División del núcleo. - CITOCINESIS. División del citoplasma. * Los organismos con reproducción sexual Se dividen por MEIOSIS. LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS 2.2. LA REPRODUCCIÓN EN LOS ORGANISMOS Existen dos tipos de reproducción: ASEXUAL SEXUAL Una o varias células de un individuo generan por mitosis descendientes idénticos, es decir, clones. Se produce por la unión de células especializadas, los gametos, que generalmente proceden de dos progenitores de sexos diferentes, para formar una única célula denominada cigoto, de la que derivará el nuevo organismo. Ejemplos: Esporulación Escisión Gemación Implica: Formación de gametos por meiosis Fusión de gametos Desarrollo del cigoto PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS 2.1. LA REPRODUCCIÓN EN LAS CÉLULAS La citocinesis en células vegetales es diferente a las animales. La pared celular impide que se forme un surco de segmentación que estrangula y separa las dos células hijas. En esta caso, una serie de vesículas, derivadas del aparato de Golgi, se van acumulando en la región ecuatorial que forman una pared celular que divide a las dos células por fragmentación. LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS LOS CICLOS BIOLÓGICOS La fotografía corresponde a un meristemo de raíz de cebolla. ¿Qué fases de la mitosis puedes identificar? LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS 3. FUNCIÓN DE NUTRICIÓN La nutrición es el conjunto de procesos por el que los organismos intercambian materia y energía con su entorno, con el fin de mantener su organización interna y realizar sus funciones vitales. Un nutriente es cualquier sustancia que una célula necesita para realizar su funciones de nutrición. Los nutrientes puede ser: - Inorgánicos: agua, sales minerales, gases (O2, CO2), etc. - Orgánicos: monosacáridos, aminoácidos, ác. Grasos, etc. LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS 3. FUNCIÓN DE NUTRICIÓN 3.1. LA NUTRICIÓN EN LAS CÉLULAS Los procesos de nutrición en las células se desarrollan en tres fases: 1) Entrada de materiales a la célula 2) Utilización de la materia y de la energía 3) La excreción de los productos de desecho LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS 3. FUNCIÓN DE NUTRICIÓN 3.1. LA NUTRICIÓN EN LAS CÉLULAS 1) Entrada de materiales a la célula Se produce gracias al transporte controlado por la membrana plasmática. Las grandes moléculas necesitan una digestión, que puede ser: - intracelular - extracelular LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS 3. FUNCIÓN DE NUTRICIÓN 3.1. LA NUTRICIÓN EN LAS CÉLULAS 2) La utilización de la materia y de la energía Las células utilizan la materia y la energía para su propio metabolismo (conjunto de reacciones químicas en las que se transforman sustancias y se intercambia energía). Tiene dos objetivos: - la síntesis de sustancias de la propia célula - la producción de energía LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS 3. FUNCIÓN DE NUTRICIÓN 3.1. LA NUTRICIÓN EN LAS CÉLULAS 3) La excreción de los productos de desecho Las células deben eliminar del interior celular tanto los nutrientes no utilizados como los productos de desecho del metabolismo. Este mecanismo se realiza, como en el caso de la entrada de materiales, gracias al transporte controlado por la membrana plasmática. LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS 3.2. TIPOS DE NUTRICIÓN CELULAR LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS 3. FUNCIÓN DE NUTRICIÓN 3.3. LA NUTRICIÓN EN PLURICELULARES La nutrición en organismos pluricelulares implica que: Las células no están en contacto con el medio externo. No tienen acceso directo a los nutrientes ni pueden eliminar directamente al medio los productos de desecho. Estrategias de los organismos pluricelulares: - Permanecer ligado al agua para que ésta difunda los nutrientes. - Estructuras especializadas para la entrada y salida de nutrientes - Sistemas de transporte de los nutrientes (medio interno: sangre). LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS 3.4. LA INCORPORACIÓN DE NUTRIENTES 1. TRANSPORTE DE PEQUEÑAS MOLÉCULAS - Transporte pasivo. Sin gasto de energía, a favor de gradiente de concentración. - Difusión simple. No intervienen proteínas transportadoras. - Difusión facilitada. Intervienen proteínas transportadoras. - Transporte activo. Gasto de energía, en contra de gradiente de concentración. 2. TRANSPORTE DE GRANDES MOLÉCULAS - Exocitosis. Para la eliminación de grandes partículas. - Endocitosis. Para la ingestión de grandes partículas. - Fagocitosis. Se introducen partículas sólidas. - Pinocitosis. Se introducen partículas líquidas. LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS PEQUEÑAS MOLÉCULAS GRANDES MOLÉCULAS Trasporte pasivo. Difusión simple Exocitosis Trasporte pasivo. Difusión facilitada Transporte activo Endocitosis (Fagocitosis o pinocitosis) LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS 3. FUNCIÓN DE NUTRICIÓN 3.5. EL METABOLISMO El METABOLISMO es el conjunto de reacciones químicas, catalizadas por enzimas que se producen en el interior de la célula Su finalidad es el intercambio de materia y energía con el entorno. Tiene dos objetivos: - la síntesis de sustancias de la propia célula - la producción de energía LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS 3. FUNCIÓN DE NUTRICIÓN 3.5. EL METABOLISMO El metabolismo se divide en dos tipos de procesos: CATABOLISMO ANABOLISMO Fase destructiva Fase constructiva Las moléculas complejas son trasformadas en moléculas sencillas Se fabrican moléculas sencillas a partir de moléculas complejas Liberan energía, electrones y H+ Requieren energía, electrones y H+ Ejemplos: respiración celular y fermentaciones Ejemplos: Fotosíntesis, quimiosíntesis o síntesis de proteínas LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS Fotosíntesis: anabolismo Respiración celular: catabolismo LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS Recuerda: - Definición de nutrición, relación y reproducción - Diferencias entre autótrofo y heterótrofo - Diferencia entre anabolismo y catabolismo - Tipos de movimiento de las células - Diferencias entre mitosis y meiosis - Características del ciclo celular - Diferencias entre reproducción asexual y sexual - Los diferentes ciclos biológicos
