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El Valle Sanchinarro
Dpto. Ciencias
Asignatura: CCNN 2º ESO
Ficha. Tema
La célula.FV
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08/08/2017
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La célula
El inicio de todo
Según la teoría del Big Bang, (la teoría sobre el origen del Universo más aceptada hoy en día)
la edad del Universo es aproximadamente 15700 millones de años (MA).
La edad de la Tierra es aproximadamente 4500MA, es decir, la Tierra se formó
definitivamente hace ese tiempo.
Una vez formados los océanos primigenios, comenzaron a disolverse en el agua sustancias
inorgánicas existentes en la atmósfera inicial, como dióxido de carbono, metano, monóxido de
carbono, amoniaco (no había oxígeno). Por otra parte también se disolvieron sales procedentes de
las rocas recién formadas.
En aquella atmósfera inicial las descargas eléctricas eran continuas. Una descarga eléctrica
transporta mucha energía, que iba a parar a los océanos. Con las sustancias inorgánicas y el agua,
comenzaron a formarse sustancias orgánicas como glúcidos, grasas, aminoácidos. A este líquido
rico en sustancias orgánicas, que era la composición de los primeros océanos terrestres, se le llama
caldo primitivo.
Se cree que las primeras formas de vida se desarrollaron hace unos 4000MA a partir del
caldo primitivo. Se piensa que estas primeras bacterias (bacteria viene de la palabra griega que
significa bastón, pues las primeras bacterias tenían formas parecidas) se alimentaban del caldo
primitivo realizando fermentaciones.
A la vez que los anteriores, se desarrollaron otros organismos capaces de alimentarse
aprovechando la energía del Sol y sustancias inorgánicas para construir sus estructuras vitales, es
decir, organismos que realizaban la fotosíntesis.
Era más sencillo e inmediato disponer de la energía que aportaban las sustancias del caldo
primitivo que de la energía del Sol, por lo que los organismos con más éxitos eran los que
realizaban las fermentaciones.
Con el tiempo, el caldo se agotó, y los primeros organismos se extinguieron, dejando vía
libre a los organismos fotosintéticos. Este tipo de organismos comenzó a producir oxígeno como
subproducto de su alimentación, el cual era veneno para la mayoría de los organismos, pues se
trataba de una sustancia nueva.
Hace unos 2000MA la atmósfera ya contenía tanto oxígeno como la actual.
Desde que comenzó a desprenderse oxígeno molecular a la atmósfera, algunos organismos
comenzaron a evolucionaron hasta ser capaces de independizarse de la E directa del Sol. Obtenían
su energía a partir de la combustión o combinación de sustancias orgánicas con oxígeno, es decir,
realizando lo que llamamos respiración celular. Las sustancias orgánicas las obtenían a partir de
las que los organismos fotosintéticos dejaban en las aguas o directamente aprovechando estos
organismos.
Posteriormente surgió otro tipo de bacteria capaz de obtener energía y sustancias orgánicas
a partir del oxígeno del aire y de sustancias inorgánicas. Otras utilizaban azufre disuelto en el agua
en vez del oxígeno del aire. A este tipo de nutrición se le llama quimiosíntesis.
Se cree que las primeras células unicelulares eucariotas aparecieron hace 2000MA, y los
primeros organismos eucariotas pluricelulares hace unos 1000MA.
Se estima que las primeras plantas y animales surgieron hace unos 600MA.
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Definición de ser vivo1
Llamamos ser vivo u organismo a una estructura organizada y compleja capaz de
administrar2 información y energía por sí mismo, sin perder su integridad. Esto implica que un
organismo vivo es capaz de realizar las funciones vitales: nutrición, relación y reproducción.
Con lo cual podemos decir directamente, que un ser vivo es aquel que realiza las funciones
vitales.
Las dos ideas fundamentales que caracterizan en general a un organismo son la E y la
información.
Los seres vivos se caracterizan, además de por administrar con autonomía su información y
su energía, por realizar las funciones vitales.
Hay que comenzar estudiando el funcionamiento de los seres vivos para llegar
a conocer el funcionamiento de la célula, lo cual, a su vez, nos ayudará a conocer el
funcionamiento de los seres vivos, es decir, un círculo interminable de estudio y
maravilla. Así es como se ha desarrollado el estudio histórico de la biología.
Es muy complicado llegar a saber cómo funcionan los seres vivos, pero resulta maravilloso,
inquietante, estimulante...
La teoría3 celular. Pioneros
La primera persona que probablemente observó bacterias y otros microorganismos fue Anton Van
Leeuwenhoek (1632-1723), que mejoró las lentes de los microscopios. Trabajó con microscopios simples (constaban
de una única lente convexa) que el mismo fabricaba. Consiguió unos 240 aumentos4. En 1667 menciona por primera
vez a los espermatozoides. Estudio los capilares de la patas de las ranas y de la cola de los renacuajos, las alas de los
murciélagos, y los glóbulos rojos del ser humano y diversos animales.
Tanto el científico inglés Robert Hooke, como el resto de pioneros de la teoría celular en el siglo XIX emplearon
un microscopio compuesto, formado por dos juegos de lentes convexas, una en el objetivo y otra en el ocular. Las lupas
son lentes biconvexas que pueden considerarse pequeños microscopios.
En 1665, Hooke publica el libro Micrographia. Un relato de 50 observaciones microscópicas y telescópicas con
detallados dibujos y explicaciones precisas, donde se encuentra por primera vez en la historia de la ciencia la palabra
célula.
Observando una lámina de corcho distinguió algo parecido a las celdas de un panal de abejas, cavidades
poliédricas. Acuñó la nueva palabra a partir de la palabra celda, cell en inglés, pero en inglés se usa la misma palabra
para ambos significados: célula y celda.
Hooke estaba viendo células vegetales muertas, que exhiben su característica forma poligonal, a diferencia de
las vivas, cuya forma es más esférica. No alcanzó a intuir el significado de estas celdillas en los seres vivos.
Dutrochet, en 1824, llega a la conclusión de que todos los tejidos, tanto animales como vegetales, están
compuestos por células.
En 1831, Robert Brown descubre el núcleo.
En 1838-1839, Matthias Jakob Schleiden: botánico alemán y su compatriota, el fisiólogo Theodor Schwann,
formularon la primera teoría celular, que se gestó a lo largo del siglo XIX.
En 1858, Virchow afirma que las células solo provienen de otras células, y que como unidades funcionales de la
vida, también son la localización primaria de las enfermedades.
Un virus no sería un ser vivo, pues únicamente posee información (material genético) pero no es capaz de conseguir por sí mismo su materia y E;
deben parasitar células y servirse de ellas para realizar las funciones vitales.
2 Administrar: Anotamos las acepciones tercera y octava del diccionario de la real academia española. 3. Ordenar, disponer, organizar, repartir,
bienes o cualquier otra cosa de valor. 8. Graduar, dosificar una cosa para conseguir mejor rendimiento o aprovechamiento.
3 Una teoría es un conjunto de ideas, representaciones esquemáticas y expresiones matemáticas que permiten predecir hechos reales y valores de
magnitudes que pueden compararse con hechos y valores reales experimentales. (Ver fichas relacionadas con el concepto de teoría)
4 Poder de resolución de un sistema óptico. El ojo humano posee una capacidad para distinguir dos puntos cercanos de aproximadamente
0,1mm=100μm. A esta capacidad de separación de dos puntos cercanos se le llama poder de resolución. La mayoría de las células eucariotas miden
entre 10 y 30μm, es decir, entre 10 y 3 veces menos de lo que podemos distinguir. Las procariotas son aún más pequeñas. Por tanto hemos de
conseguir separar más los puntos que determinan una célula. Esto se consigue con microscopios ópticos, que combinan juegos de lentes cóncavas y
convexas para hacer divergir la luz. También con microscopios electrónicos, cuyo funcionamiento es muy complejo.
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La teoría celular moderna. La célula: la unidad
El neurobiólogo y premio nobel español Santiago Ramón y Cajal aportó mucho a esta teoría.
 Todos los seres vivos están formados por unidades5 a las que llamamos células.
 Las células son la unidad estructural (tamaño y cantidad). Una única célula es suficiente para
constituir un organismo.
 La célula es la unidad de origen (o de reproducción) de todo ser vivo. Toda célula procede de
otra ya existente, no se construye parte a parte o poco a poco.
 La célula es la unidad funcional o de las funciones vitales del ser vivo, es decir es la unidad de
nutrición, la unidad de relación y la unidad de reproducción. Las funciones vitales de un ser
vivo ocurren dentro de cada una de sus células. Cada célula es un sistema abierto que
intercambia E y materia con su entorno.
Explicar las FV superficialmente para que con estas ideas frescas entiendan que la célula también las hace. Y les explicas las funciones
vitales en las células por encima, ya las veremos mejor
 Cada célula es la unidad genética. Cada célula contiene toda la información que heredarán las
células a que dé lugar (desde el cigoto, la célula inicial). Esta información es la necesaria para el
control de su funcionamiento, el desarrollo y funcionamiento de un organismo de su especie, así
como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular.
Podemos dar una definición de célula
La estructura viva más pequeña, es decir, la estructura más pequeña capaz de administrar su
información y su energía, con lo cual realiza las funciones vitales.
Seres unicelulares y seres pluricelulares
Los seres vivos son muy complicados en su estructura y funcionamiento, tanto los más
simples como los más complejos.
Cuando pensamos en seres vivos acostumbramos a pensar en seres con muchas células,
organismos pluricelulares, pero los hay que ¡viven siendo una única célula!, seres unicelulares.
En ellos una misma célula hace todas las funciones necesarias: respira, se nutre, se reproduce,
excreta, se relaciona… Como ejemplo de organismos o seres unicelulares tenemos las amebas,
muchas algas, las levaduras (hongos unicelulares), los protozoos (los animales más primitivos).
Por tanto, los seres vivos engloban no sólo aquellos que vemos a simple vista, sino también
los que no vemos, y para los que necesitamos del microscopio óptico (10-6m=1micrometro=1μm) y
electrónico (10-9m=1 nanometro=1nm).
Sin embargo, en un organismo pluricelular hay tantas células que las funciones y tareas se
han distribuido en grupos. Estos grupos de células especializados en una función se organizan en
niveles de organización.
El primer nivel de organización es el tejido: conjunto de células parecidas y especializadas
en una misma función dentro del ser vivo. Así, el tejido óseo (formado por células óseas), se
encarga de sostener, dar forma y proteger al organismo; el tejido muscular (células musculares) se
encarga del movimiento y la forma del ser vivo; el tejido epitelial (células epiteliales, la piel) se
encarga de recubrir y proteger; etc. Existen otros niveles de organización: órganos, sistemas, aparatos, que veremos en
3ºESO.
5 Entendamos el significado de “unidad”. Llamamos unidad a una parte que se repite en un todo. Cuando observamos que una parte se repite en una
todo (pieza, estructura, cuerpo, porción de materia,...) le llamamos unidad. Así, el uno es la unidad de los números enteros; un ladrillo sería la
unidad de construcción; una lata de conserva sería una unidad frente a la gran cantidad que se fabrica, etc. La idea de unidad como parte que se
repite puede referirse a distintos aspectos, según los que muestre la propia unidad. Es posible que únicamente se refiera a la cantidad, como el caso
de los ladrillos, pues todos son iguales. Pero en el caso de la célula, al implicar o realizar las funciones vitales, la unidad se refiere también a las
mismas, es decir, es la unidad de origen o reproducción, la unidad de relación y la unidad de nutrición.
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Orgánulos y estructuras de la célula
Ideas preliminares para entender y recordar mejor los orgánulos
Para asimilar y entender la gran cantidad de orgánulos es conveniente comenzar pensando en los
aspectos fundamentales de cualquier orgánulo y en cómo se relacionan estos aspectos entre sí.
Aspectos fundamentales de cualquier orgánulo son su forma, su estructura y su función (el nombre
también encierra información sobre alguno o varios aspectos). Todos ellos se encuentran necesaria y
claramente relacionados, aunque por la profundidad con que los tratamos al nivel de 2°ESO esta relación
solo se ve clara en algunos de ellos.
El caso de las capas protectoras puede servirnos como ejemplo. Una membrana es una estructura
casi plana, con poco grosor, que envuelve a la célula. Tiene poco grosor porque debe ser permeable y
además con rapidez, es decir, permitir la entrada y salida de sustancias con relativa o cierta facilidad. Si
fuera impermeable la célula no se podría nutrir ni expulsar productos de desecho, con lo cual moriría de
hambre. En cuanto a la relación, teniendo presente que el modo en que la célula se relaciona con el exterior
consiste fundamentalmente (también temperatura y presión) en apreciar cambios en la concentración de
sustancias, no podría relacionarse. La reproducción tampoco sería posible sin nutrición ni relación.
El caso de la pared celular es muy interesante. Las células animales no la desarrollan porque no la
necesitan. Se trata de un envoltorio más resistente, grueso y rígido debido a que su función es la de
mantener la forma, no solo contener, como le ocurre a las membranas. Las células animales se disponen
alrededor de estructuras que las sostienen, como músculos y huesos. Sin embargo, las plantas no han
desarrollado dichas estructuras de sostén, por tanto han de sostenerse de otro modo. Además, para
disponer de agua regularmente y evitar el problema de una llegada irregular de agua a sus raíces, han
desarrollado unas bolsas de agua llamadas vacuolas, que son grandes y densas, con lo cual podrían deformar
o hacer que la planta se derrumbase.
Todas las células se parecen en que presentan membrana plasmática, citoplasma y material
genético. Veamos las partes más importantes de las células.
Membrana plasmática:
Envoltura, contención de la célula; de consistencia elástica. Permite el intercambio de sustancias
con el medio; es la primera capa protectora.
Las células vegetales presentan además otra envuelta llamada pared celular, ya que
necesitan una estructura más rígida que les sirva de protección y sostén, pues no disponen de
tejidos tan sólidos como los animales. Otra razón para la necesidad de la pared celular es que las
células vegetales contienen grandes cantidades de agua dentro de vacuolas, que con su tamaño y
peso deformarían la célula y darían inestabilidad a la estructura vegetal.
Citoplasma
Fluido, medio celular donde se distribuyen todos los orgánulos6 de la célula: mitocondrias,
retículos, ribosomas, lisosomas, cilios, flagelos, aparato de Golgi, vacuolas, centrosoma.
Mitocondrias
Orgánulo provisto de membrana doble. En ellos tiene lugar la respiración celular, es decir, donde se
produce la mayor parte de la energía.
Cloroplastos
Orgánulo donde se fabrican las moléculas orgánicas que sirven para el crecimiento y
mantenimiento de las estructuras celulares. Esta síntesis se realiza mediante el proceso llamado
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Un orgánulo es cualquier estructura de la célula contenida en una membrana. Los ribosomas no son orgánulos, pues son acumulaciones de
proteínas y ARN; por el contrario, el núcleo es un orgánulo, pues está formado por el material genético envuelto en una membrana, en este caso la
membrana es doble.
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fotosíntesis, para lo cual es necesaria la clorofila, sustancia contenida en los cloroplastos. Estos
orgánulos sólo los poseen las células vegetales.
El cloroplasto está formado por las siguientes estructuras
TILACOIDES: Sacos aplanados que forman parte de la estructura de la membrana interna del cloroplasto. Las membranas de los tilacoides
contienen pigmentos fotosintéticos, luego aquí tienen lugar la fotosíntesis.
LÚMEN: Espacio interno de los tilacoides.
GRANA: Los tilacoides se apilan como monedas y las pilas toman colectivamente el nombre de grana.
ESTROMA: Cavidad interna en la que se llevan a cabo reacciones de fijación de CO 2.
Sistema de membranas internas
Formado por el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi.
Retículo endoplasmático liso:
Participa en síntesis, almacenamiento y transporte de lípidos (grasas) y en la eliminación de
sustancias tóxicas. Formado por cisternas, tubos aplanados y sáculos membranosos que forman un
sistema de tuberías que participa en el transporte celular y en la síntesis de triglicéridos,
fosfolípidos y esteroides. A diferencia del retículo endoplasmático rugoso, carece de ribosomas
adosados a su membrana
Entre las funciones podemos destacar:
• Síntesis de lípidos. • Ensamblaje de la bicapa lipídica. • Reservorio de iones calcio (Ca2+)
• Detoxificación y glucogenolisis
Retículo endoplasmático rugoso o granular, ergastoplasma o ergatoplasma:
Solo lo presentan las células eucariotas. En las células nerviosas también se conoce como cuerpos de Nissl.
Formado por una serie de canales o cisternas que se encuentran distribuidos por todo el
citoplasma de la célula, y que llevan unidos los ribosomas, por lo que participa en las síntesis y
transporte de las proteínas7 (que deben empaquetarse o trasladarse a la membrana plasmática o a
la membrana de algún orgánulo). Los ribosomas le dan el aspecto rugoso.
Aparato de Golgi
Orgánulo formado por sáculos aplanados rodeados de membrana y apilados unos encima de otros,
llamados dictiosomas. Las vesículas provenientes del retículo endoplasmático se fusionan con el
aparato de Golgi, atravesando todos los dictiosomas, donde son empaquetadas y enviadas al lugar
que les corresponda.
•
•
Funciones
Completa la fabricación de algunas proteínas.
Producción de membrana plasmática: los gránulos de secreción se unen a la membrana en la exocitosis y pasan a formar
parte de esta, aumentando el volumen y la superficie de la célula.
Participa en el empaquetamiento, transporte y secreción8 de proteínas.
Ribosomas
Se generan en el núcleo, concretamente en el nucléolo, pero desempeñan su función cuando se han ubicado en el retículo
endoplasmático del citoplasma.
Son las únicas estructuras que presentan las células procariotas. Se encargan de la síntesis de
proteínas.
Lisosomas
Orgánulos relativamente grandes. Se generan en el RER y luego se empaquetan en el aparato de Golgi y
para acabar repartidos por el citoplasma. Se encargan de digerir las sustancias nutritivas, de la
digestión celular.
Centrosoma
7 Proteínas: Son moléculas orgánicas cuya función suele ser estructural, como los ladrillos en la construcción. Una molécula orgánica es aquella que
aparece en los seres vivos, frente a las moléculas inorgánicas, que aparecen en los minerales.
Otras moléculas orgánicas importantes son los lípidos o grasas y los glúcidos; los primeros tienen función de reserva y los glúcidos tienen función
energética, es decir, se queman para producir E.
8 Secretar: A nivel celular es el proceso por el cual una sustancia pasa del interior al exterior. Dicho de una glándula, producir sustancias y enviarlas
desde su estructura hacia el exterior para que realicen cierta función en el organismo. Por ejemplo ciertas glándulas secretan destrógenos y
estrógenos que al pasar al circuito sanguíneo alcanzan tejidos que comienzan a desarrollarse propiciando la madurez sexual del organismo.RAE.
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Encargados de la organización del material genético durante la división celular. Sólo aparecen en
las células eucariotas animales.
Vacuola9
Orgánulo celular en forma de vesícula que almacena sustancias para diversas funciones, por
ejemplo sustancias tóxicas para su secreción posterior; sustancias de reserva para uso posterior;
proteínas para secretarlas al exterior, etc. También da forma y sostén a la célula vegetal.
Cilios y flagelos
Proyecciones o extensiones del citoplasma celular cuya misión es el mover la célula o el medio que
la rodea. Si son muchos y pequeños se llaman cilios y si son pocos y grandes se denominan flagelos.
También tienen función de relación: peligros, nutrición.
Citoesqueleto:
Filamentos y túbulos (tubos pequeños) que sirven a la célula para dar forma, como soporte interno
y armazón. (Como las barras de acero corrugado dan consistencia al cemento armado.) Sólo aparece en
las células eucariotas.
Material genético: formado por una o varias moléculas de ADN (ácido desoxirribonucleico).
Encierra la información que caracteriza y diferencia al organismo. El material genético de un
murciélago es diferente al nuestro, sin embargo otros orgánulos son muy parecidos.
Tipos de células. Nivel de organización celular
La primera y más básica distinción entre tipos de células consiste en observar cómo se
organiza dentro de ellas el material genético.
Las células procariotas lo tienen disperso en el citoplasma, mientras que las células
eucariotas lo llevan encerrado en una membrana doble, formando un núcleo.
Por su parte, las células eucariotas pueden ser animales o vegetales.
CÉLULA PROCARIOTA
Características generales de las células procariotas
 Algunas bacterias poseen una cápsula externa cuyo principal componente son glúcidos.
 Pared celular: Estructura rígida adosada a la cara externa de la membrana plasmática,
común a todas las bacterias.
Funciones:
Mantiene la forma de la célula.
Protege a la célula
Regula el intercambio de sustancias con el exterior.
 Membrana plasmática
Es una membrana semipermeable que interviene en el transporte selectivo de determinadas
sustancias.
 Material genético:
Está organizado en un único cromosoma situado en el citoplasma, dentro de un cuerpo
irregular denominado nucleoide.
La mayoría de los cromosomas bacterianos son circulares.
El nucleoide contiene el cromosoma junto con las proteínas asociadas y ARN.
9 Vesícula: vejiga pequeña, por ej.de la epidermis. (Definición de la real academia de la lengua española, RAE)
Vejiga: Bolsa pequeña formada en cualquier superficie y llena de aire o de algún líquido. (RAE)
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 Ribosomas: Sintetizan proteínas.
 Flagelo: en su base alberga una estructura compleja que produce un movimiento rotativo
con el que se consigue mover toda la célula.
 Fimbrias:
Son filamentos finos de proteínas que se distribuyen sobre la superficie de la célula.
Ayudan a la adherencia de las bacterias a las superficies sólidas o a otras células y son
esenciales en la virulencia de algunos patógenos.
CÉLULA EUCARIOTA VEGETAL
Características generales de las células eucariotas
 Pared celular: Estructura rígida que limita el exterior de la célula.
Funciones:
Mantiene la forma de la célula, dándola rigidez.
Protege a la célula.
Regula el intercambio de sustancias con el exterior.
 Membrana plasmática
Estructura laminar semipermeable pero selectiva en cuanto a las sustancias que entran y salen
de la célula. Participa en el transporte de dichas sustancias.
 Núcleo
Contiene la mayor parte del material genético, organizado a su vez en múltiples moléculas
lineales de ADN.
La envoltura nuclear está formada por una doble membrana que rodea completamente al
orgánulo y posee poros nucleares para permitir el paso de pequeñas moléculas.
 Citoesqueleto: Estructura entramada y tridimensional de proteínas que provee el soporte
interno para las células.
 Vacuolas: Compartimientos cerrados que contienen agua, enzimas, azúcares y proteínas.
CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL
La célula eucariota animal presenta los mismos orgánulos salvo los cloroplastos. Y además
presenta:
 Centrosoma
 Formado por dos centriolos apareados dispuestos perpendicularmente.
 Su función primaria anclaje de los microtúbulos.
Diferencias entre procariotas y eucariotas en tabla resumen.
Célula
Parecidos
Diferencias
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Procariota
Eucariota
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Poseen: citoplasma,
membrana celular,
MG, mitocondrias,
ribosomas
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MG disperso
MG envuelto en
una membrana
formando el
núcleo
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No presentan
Citoesqueleto
Lisosomas
mitocondrias
x
Tipos de células eucariotas: Eucariota animal y eucariota vegetal en tabla resumen
Eucariota
Animal
Vegetal
Semejanzas
Membrana celular,
núcleo, lisosomas,
mitocondrias, RE, A.
Golgi. ribosomas,
retículos, Citoesqueleto,
centriolo
Diferencias
Centrosoma
Pared celular
Cloroplastos
Bibliografía
 CCNN de 2ºESO Edelvives.
 CCNN de 2ºESO Casals.
 Teoría celular. Wikipedia.
 Temario de oposiciones. Tema 26. La célula. Miguel Sánchez Marín. 1995
Vacuolas
con agua