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CUREAS
BIOLOGÍA I
Nombre del profesor: María Fernanda Varela Alcántara
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SESIÓN 1
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Características de los
seres vivos
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Cuestionario
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SESIÓN 2
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¿Qué es una célula?
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Teoría celular
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Lectura
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Organizador gráfico
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SESIÓN 3
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Tipos celulares
o
Procariota/Eucariota
o
Vegetal/Animal
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Lectura
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Cuadro comparativo
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SESIÓN 4
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Estructura y función
celular
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Lectura
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Actividad
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SESIÓN 5
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Respiración celular
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Lectura
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Cuestionario
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SESIÓN 6
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Comunicación celular
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Lectura
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Cuestionario
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SESIÓN 7
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Análisis de casos
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Lectura
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Cuestionario
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Fecha
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Actividad para sesión 1
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Calificación
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CUESTIONARIO
1. Dibuja una célula
2. ¿Todos los microorganismos están formados por células?
3. De las cosas citadas a continuación di cuáles tienen o son
células: Corcho Carbón Moho de pan Huesos Maíz Coral Col Huevo Lechuga Rosal
Higuera Bacteria del cólera Mejillón Tiburón Alga Caballo Hígado
4. A veces nos arrancamos trozos de piel (cuando nos quemamos
por el sol o cuando nos cortamos la cutícula de las uñas…) Si pudiéramos
observar algunos de estos fragmentos al microscopio, ¿qué veríamos?
5. Los animales necesitan incorporar oxígeno al organismo. Esta
función la realizan a través del aparato respiratorio y de allí el oxígeno pasa
a la sangre y se distribuye por todo el cuerpo. ¿Por qué es necesaria esta
distribución?
6. Algunas plantas como los geranios se plantan en los jardines
mediante trozos de tallos que se ponen en el suelo. ¿Cómo es posible que, a
partir de esos trozos vuelva a desarrollarse un geranio entero?
7. Cuando los niños y las niñas son pequeños, sus huesos son de
pequeño tamaño. A medida que se hacen mayores, los huesos van creciendo.
Explica cómo es el mecanismo del crecimiento de los huesos
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Nombre
del alumno:
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Fecha:
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Lectura
para sesión 2: Teoría celular
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Calificación:
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EL
SURGIMIENTO DE LA TEORIA CELULAR
DIEGO
ALEXANDER RIVERA GÓMEZ
SCHLEIDEN
Y SCHWANN: Schleiden, nace en Hamburgo el 5 de Abril de 1804 y muere en
Frankfurt el 23 de Junio de 1881, hijo de un médico municipal. Estudio leyes,
de lo cual se sintió insatisfecho. Psíquicamente desequilibrado intenta
suicidarse en 1831 y deja su labor como abogado, para en 1833 iniciar estudios
de medicina en Gotting con énfasis en Botánica con F.G Bartling, influenciado
por su tío Johann Horkel, e impulsado espiritualmente por Alexander Von
Humboldt y Robert Brown. En Berlín se encuentra con Schwann, ayudante de Müller
y en 1839 recibe el título de doctor en filosofía en Jena. Su obra no solamente
es teórica, contiene investigación inductiva y analítica causal, apoyada en la
experiencia como fundamento del conocimiento científico. Schleiden se encuentra
inmerso en una época donde a inicios del siglo XIX predomina en Europa (sobre
todo en países de habla alemana) por una parte una filosofía natural
trascendental kantiana apoyada en la crítica del conocimiento y en la dinámica
cosmológica de las fuerzas fundamentales; existe otra filosofía natural más
desde la metafísica; posteriormente una metafísica natural más desde la
matemática y lo científico. Ello implica una matematización del conocimiento y
desde la praxis. Desde Kant, todo conocimiento comienza con la experiencia,
pensamiento que impacta en las ciencias naturales ya que el fenómeno se conoce
es por medio de la experiencia, una realidad expresada desde lo que el sujeto
observa y no de la realidad, tal cual como se presenta. Schleiden aporta cuatro
puntos fundamentales a la teoría:
1.
La célula vegetal es la unidad elemental constitutiva de la estructura de la
planta.
2.
La célula se origina en una gelatina compleja, a través de un proceso que se
inicia con la aparición en ella de los nucléolos; en torno a éstos surgen los
núcleos o citoblastos; sobre éstos la aparición de una tenue vesícula que va
creciendo paulatinamente, da lugar a la célula adulta.
3.
El proceso de crecimiento de la planta estriba en la multiplicación de las
células dentro de otras células, salvo en los órganos leñosos en los que la
coagulación de un líquido da lugar a la formación súbita del tejido celular.
4.
El status celular: Schwann, nace en Neuss ann Rhein el 7 de Diciembre de 1810.
Estudio medicina en Bonn de 1829 a 1831, de ahí con Johannes Müller, profesor
de fisiología. Concluye su formación médica en Berlín y es aquí en el año 1833
donde culmina su obra histológica. Muere en Colonia el 11 de Enero de 1882,
víctima de una embolia. Introduce el método físico científico natural en
fisiología frente a la fuerza vital, frente a la energía propia de cada órgano
o tejido, entra en plano más de lo físico y lo químico de los fenómenos
vitales, fruto de una mente racionalista y cartesiana y de posiciones
científico naturales. Frente al vitalismo de su maestro Müller, Schwann tiene
un planteamiento con una visión diferente: “Fuerza simple, diferente de la materia,
la fuerza vital, tal como se suponía, formaría el organismo de idéntico modo
que un arquitecto que construye un edificio siguiendo un plan, pero un plan del
que ella (fuerza vital) no tiene conciencia; daría además a nuestros tejidos lo
que se llamaba la energía propia, a saber, las propiedades que distinguen los
tejidos vivos de los tejidos muertos; los músculos le serían deudores de su
contractilidad, los nervios de su irritabilidad, las glándulas de su función
secretora. He aquí, en palabras lo que era la doctrina de la escuela vitalista:
Yo no he podido concebir jamás la existencia de una fuerza simple que cambiaría
por si misma su modo de acción, con objeto de realizar una idea, sin poseer no
obstante los atributos característicos de los seres inteligentes; he preferido
siempre buscar la causa de la finalidad, de la que la naturaleza entera ofrece
testimonio hasta la saciedad, no en la criatura, sino en el creador, y siempre
de este modo he rechazado, por ilusoria, la explicación de los fenómenos vitales
tal como era concebida por la escuela vitalista. He sentado, por principio, que
estos fenómenos tienen que ser explicados como los de la naturaleza inerte.
Schwann, que según la expresión de Florkin era
un racionalista místico, se zafó de este dilema alejándose de los filósofos de
la naturaleza para adoptar la posición de Kant, quien distingue dos puntos de
vista complementarios: el de la explicación científica, que sólo se refiere a
los datos accesibles a la experiencia y que compete una perspectiva mecanicista;
y el del significado de los fenómenos observados, que define los problemas y
los objetos específicos de la biología. Schwann plantea frente a la formación
de células, que las partes fundamentales de animales y vegetales son producto
de una fuerza idéntica formadora a través del mismo fenómeno: la formación
celular, “en un principio existe una sustancia amorfa, situada dentro de las
células o entre ellas en las que se forman de acuerdo con determinadas leyes,
células, las cuales se desarrollan de modo diverso en las partes elementales de
su organismo. El proceso se repite en la formación de los órganos y en la de
los nuevos organismos”. Los estudios de Schwann sobre la cuerda dorsal y
cartílago llevan a profundizar los estudios tejidos animales para encontrar la
formación de células con los núcleos de células vegetales. Encuentra que el
origen y crecimiento de las células en animales son semejantes en los vegetales
con núcleo, membrana y vacuola; de manera semejante con las actividades que
ocurren en ellas: nutrición y crecimiento. Con ello se ha derrumbado una pared
divisoria fundamental entre el reino vegetal y animal, la diferencia de su
estructura. Conocemos la significación de las partes singulares de los llamados
tejidos animales, en comparación con los de las células vegetales, y sabemos
que en estos tejidos, células, membrana celular, contenido celular, núcleos y
corpúsculos nucleares son totalmente análogos a las partes homónimas en las
células vegetales.
En 1869 se cuenta con una definición de célula
que ofrece los siguientes elementos: Ampliando así el campo de observación a
toda la naturaleza viviente, la palabra célula, adoptada para el reino vegetal,
perdió su significación etimológica de cavidad rodeada de una membrana: se
convirtió en un término fisiológico, que designaba esa forma primitiva común,
bajo que aparecían, desde su origen, todas las partes elementales de los
organismos. M. Schwann intentaba reconocer lo que hay de esencial en este
elemento primitivo de todo lo que vive. No es la existencia de una capa
alrededor de un núcleo. Definió la célula como un cuerpo compuesto de varias
capas superpuestas, que se desarrollan de tal manera que la capa interna
preceda a la capa externa. Ordinariamente existen tres de estas capas: nucléolo,
núcleo, célula; a veces, dos solamente: en cada capa, la superficie puede
permanecer sólida. Esta definición es verdadera todavía en el estado actual de
la ciencia. En relación con el problema que caracteriza a un ser vivo Schwann
rechaza una posición animista y se orienta más a las razones físicas y
químicas, pero expone la existencia de la materia a una fuerza superior
inteligente. Sobre la acción de las células: Hemos visto –concluye Schwann-
están compuestos de partes esencialmente iguales, a saber, de células; que
estas células se forman y crecen de acuerdo con las mismas leyes en esencia;
que, por tanto, estos procesos deben ser producidos por las mismas fuerzas.
Ahora encontramos que cada una de estas partes elementales, que no se
diferencian de las restantes, pueden crecer separadas del organismo y
autónomamente, por lo que podemos concluir que también cada una de las
restantes partes elementales, cada célula, posee ya en sí la fuerza para atraer
nuevas moléculas y para crecer; que, por consiguiente, cada parte elemental
posee una fuerza peculiar, una vida independiente, en virtud de la cual estaría
en condiciones de desarrollarse autónomamente cuando le son ofrecidas las
condiciones externas bajo las que se encuentra en los organismos. Las propiedades
de un ser no podía ser atribuida a un todo, sino a cada parte, a cada célula
que posee un cierto modo de vida independiente, Schwann se preguntaba ¿acaso es
el huevo de los animales no es otra que una célula capaz de crecer y
multiplicarse por sí sola?; no reside en la totalidad del organismo, sino en
sus partes elementales. Según Müller a los principales resultados a los que
llego Schwann fueron: 1. Las partes elementales más diferentes de los animales
y las plantas se desarrollan de un modo común: su origen es, en todos los
casos, una célula. 2. En cada tejido solo se forman células nuevas en los
puntos donde penetran elementos nutritivos nuevos; de ahí la diferencia entre
tejidos que contienen vasos y los que carecen de ellos. 3. Las células son pequeños
órganos en los que residen las fuerzas que dirigen la resorción y secreción.
Schwann no se propone únicamente poner de manifiesto la existencia de una
unidad anatómica para todos los seres vivos, sino que trata de explicar, ante
todo, los caracteres generales de su fisiología por medio de una misma unidad
funcional. Frente a la publicación y promulgación de la teoría celular surgen
preguntas problema, que empezaron a movilizar debates y posiciones
epistemológicas, de acuerdo a los paradigmas existentes ¿se puede explicar la
materia viva a partir de una misma unidad funcional?, y ¿es el organismo una
asociación de células, o se descompone en células?, preguntas que dan validez a
la teoría como elemento de conocimiento para la biología.
FUENTES BÁSICAS PARA LA HISTORIA DE LA TEORÍA
CELULAR
En
este recorrido quedan establecidos estos y otros descubrimientos que durante el
siglo XIX proporcionaron información suficiente para sustentar la teoría
celular para explicar y unificar a los seres vivos que existían en la época y
que sustentan la vida hoy en el siglo XXI. Es así como a partir del
descubrimiento de la célula por Robert Hooke y los planteamientos fundamentales
de Schleiden y Schwann surgen los cuatro postulados vigentes de la teoría:
1.
Todos los organismos vivos están formados por una o más unidades vivas o
células
2.
Cada célula puede mantener sus propiedades vitales en forma independiente del
resto, pero las propiedades vitales de cualquier organismo están basadas en las
de sus células.
3.
La célula es la unidad de vida más pequeña y claramente definida.
4.
Las células se originan siempre a partir de otras células. La escuela ha
fortalecido la enseñanza de las ciencias, entre ellas la biología, llena de
certezas y de pocos errores, con lo cual se ha familiarizado al estudiante con
un conocimiento al cual no hay que modificar elemento alguno.
En
el caso de la teoría celular, deberíamos preguntarnos si esta situación se debe
simplemente a una tradición cultural o si tiene algún pensamiento epistemológico:
¿se limita el pensamiento biológico a una mera aplicación de los métodos de la
física y de la química a una categoría particular de objetos, presenta aspectos
específicos que deben ser reconocidos por la institución escolar? “En realidad la
célula no es una simple construcción del intelecto, como el concepto energía en
física. No cabe duda que hay que acabar con el realismo simplista que tiende a
basarse en casos particulares y artefactos que convierten los sistemas
dinámicos en formas estáticas”.
ACTIVIDAD:
Realiza un organizador gráfico, donde expliques lo que propone la teoría
celular y quienes la enunciaron.
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Nombre
del alumno:
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Fecha
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Lectura
para sesión 3
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Calificación
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LAS
CÉLULAS PROCARIÓTICAS SON PEQUEÑAS Y ESTRUCTURALMENTE SIMPLES
Campbell,
et. Al. Biología Conceptos y relaciones, Pretence Hall, 2001, México, pp.
55-57.
A lo largo del tiempo, han evolucionado dos clases de
células estructuralmente diferentes. Las bacterias y las arqueobacterias
consisten en células procarióticas, mientras que todas las demás formas de vida
están compuestas por células eucarióticas. Se necesita un microscopio
electrónico para ver claramente los detalles estructurales de cualquier célula,
y esto es especialmente cierto para las células procarióticas debido a que son
tan pequeñas. La mayoría de las células procarióticas miden entre 2 y 8 μm de
largo, lo cual en promedio es alrededor de un décimo de tamaño de una célula
eucariótica típica. Una célula procariótica (del griego pro, antes y karyon,
núcleo) carece de núcleo; su ADN está enrollado en una región nucleoide
(semejante a un núcleo), como se muestra en la figura 4.4 Debido a que ninguna
membrana rodea a la región nucleoide, el ADN está en contacto directo con el
contenido del resto de la célula. Nótese los ribosomas (puntos oscuros) en el
interior de la célula. Por medio de instrucciones impartidas desde el ADN, los
ribosomas unen aminoácidos y forman polipéptidos, los polímeros que constituyen
las proteínas. El ADN ejerce control sobre las células por medio de los ARN
mensajeros para especificar qué proteínas deben sintetizarse. La membrana
plasmática rodea el citoplasma de la célula procariótica. Alrededor de la
membrana plasmática de la mayoría de las bacterias existe una pared celular
bacteriana relativamente rígida y químicamente compleja. Esta pared protege a
la célula y le ayuda a conservar una cierta forma. En algunos procariotas,
existe una cubierta externa denominada cápsula, que rodea a la pared celular y
protege aún más la superficie de la célula. Las cápsulas participan además en
la adhesión de los procariotas a las superficies, por ejemplo a rama y rocas en
corrientes rápidas de agua, o a los tejidos en el cuerpo humano. Además de sus
cubiertas externas, algunas bacterias ponen ciertas proyecciones en su
superficie. Los Pili (singular, pilus) son proyecciones cortas que también le
ayudan a las bacterias a adherirse a las superficies. Los flagelos
procarióticos son proyecciones largas que propulsan a la célula procariótica a
través de su medio líquido.
LAS
CÉLULAS EUCARIÓTICAS POSEEN COMPARTIMIENTOS FUNCIONALES
Todas las células eucarióticas (del griego eu, verdadero, y
karyon, núcleo), tanto animales, como vegetales, protistas y hongos, son
fundamentalmente similares las unas a las otras y profundamente diferentes de
las células procarióticas. Veamos una célula animal y una célula vegetal como
representantes de las eucariotas. La figura 4.5A ilustra una célula animal
ideal, y muestra los detalles vistos con el microscopio electrónico de
transmisión. Una mirada rápida a la figura confirma que las células eucarióticas
son mucho más complejas que las células procarióticas. La diferencia más obvia
es la variedad de estructuras en el citoplasma. Nótese que la mayoría de las
estructuras están compuestas por membranas (en el dibujo se muestran como
líneas blancas en la sección transversal). En las eucarióticas, las membranas
dividen al citoplasma en compartimientos, que los biólogos denominas organelos
membranosos (sus nombres aparecen subrayados en la figura, así como también el
término membrana plasmática). Los organelos membranosos que se muestran en la
figura 4.5A son el núcleo retículo endoplasmático, aparato de Golgi,
mitocondria, lisosomas y peroxisomas. Aunque la mayoría de los organelos no
tienen color, le hemos asignado aquí un código de color para su fácil identificación.
Por ejemplo, utilizamos púrpura consistentemente para el núcleo, el centro de
control de la célula eucariótica, cada vez que se lo presente en una figura.
Muchas de las actividades químicas de las células, conocidas en conjunto como
metabolismo celular, tienen lugar en los espacios llenos de fluido en el
interior de los organelos membranosos. Estos espacios son importantes como
sitios donde se mantienen condiciones químicas específicas, que incluso varían
de organelo en organelo. Los procesos metabólicos que requieren condiciones
diferentes, pueden tener lugar simultáneamente en una única célula porque se
desarrollan en organelos separados. Por ejemplo, mientras el retículo
endoplasmático está dedicado a la producción de una hormona esteroidea, la
peroxisomas vecinos pueden estar fabricando peróxido de hidrógeno (H2O2) que es
un producto secundario tóxico de ciertas reacciones metabólicas. Sólo gracias a
que el H2O2 se encuentra confinado en los peroxisomas, donde se le convierte
rápidamente en H2O, es que los esteroides están protegidos para no ser
destruidos. Otro beneficio de las membranas internas es que aumentan
enormemente el área total de la membrana de una célula eucariótica. Una célula
eucariótica típica, con un diámetro diez veces mayor que una célula
procariótica típica, tiene un volumen citoplasmático mil veces mayor, pero el
área de la membrana plasmática es sólo cien veces mayor que la de la célula
procariótica. En las células eucarióticas, las membranas internas (de los
organelos) proveen la superficie donde tienen lugar muchos procesos metabólicos
importantes: en efecto, muchas proteínas enzimáticas esenciales para los
procesos metabólicos son partes componentes de las membranas de los organelos.
Sin el sistema de membranas internas, las células eucarióticas probablemente no
tendrían suficiente superficie de membrana para cubrir las necesidades
metabólicas.
Casi
todos los organelos mencionados hasta ahora están presentes tanto en las
células de animales como de plantas. Como puede verse al comparar las figuras
4.5 A y 4.5B, la excepción es el lisosoma, que no está presente en las células
vegetales. Pero hay además otras diferencias entre las células vegetales y
animales. Una de ellas es el para de centríolo presentes en la célula animal, y
ausentes en las células vegetales. Una célula animal puede además tener un
flagelo, y algunas células animales pueden tener más de uno. Por el contrario,
en las plantas sólo las células espermáticas de unas pocas especies llevan
flagelos. (El flagelo eucariótico es diferente del flagelo procariótico tanto
en estructura como en función.) Una célula vegetal posee ciertas estructuras
que no posee la célula animal. Por ejemplo, la célula vegetal tiene una pared
celular rígida, un tanto gruesa (como las células de los hongos y de muchos
protistas.). Las paredes celulares protegen a las células vegetales y les
ayudan a conservar su forma. Las paredes celulares vegetales, que difieren
químicamente de las paredes celulares procarióticas, contienen el polisacárido
celulosa. A diferencia de las células animales típicas, muchas células
vegetales maduras poseen una forma poligonal, tal como se muestra en la figura
4.5B. Otro de los organelos presentes en las células vegetales pero no en las
animales es el cloroplasto, donde se lleva a cabo la fotosíntesis. (Las
membranas fotosintéticas también pueden encontrarse en algunos protistas.) La
gran vacuola central es exclusiva de las células vegetales, y es un gran
depósito de agua y de una importante variedad de otras sustancias químicas. En
la mayoría de las células vegetales maduras, la vacuola central contiene
enzimas que llevan a cabo la digestión celular, con lo que cumple la misma
función que el lisosoma en la célula animal. Además, al incorporar agua
adicional y expandirse. La vacuola central colabora con el alargamiento de la
célula.
Aunque hemos enfatizado en los organelos membranosos, las
células eucarióticas contienen también otras estructuras no membranosas
(aquellas cuyos nombres no están subrayados). Entre ellas se encuentran el
centríolo, flagelo y citoesqueleto, todas las cuales contienen tubos de
proteínas denominados microtúbulos. Además, puede verse que los ribosomas, que
son los sitios de síntesis de las proteínas y están representados por numerosos
puntos oscuros en ambas figuras, se distribuyen por todo el citoplasma, como
también lo hacen en las células procarióticas. Además de tener ribosomas en el
fluido citoplasmático, las células eucarióticas poseen muchos ribosomas
adosados a ciertas partes del retículo endoplasmático (haciéndolo “rugoso”) y
al exterior del núcleo.
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Nombre
del alumno:
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Fecha
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Actividad
para sesión 3
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Calificación
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ACTIVIDAD:
Completar el cuadro comparativo con la información previa.
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ORGANISMO
REPRESENTATIVO
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PROCARIOTAS
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EUCARIOTAS
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TAMAÑO
CELULAR
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METABOLISMO
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COMPOSICIÓN
DE LA PARED CELULAR
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ORGANELOS
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ORGANIZACIÓN
GENÉTICA
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REPRODUCCIÓN
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ORGANIZACIÓN
CELULAR
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MOTILIDAD
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del alumno:
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Fecha
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Lectura
para sesión 4
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Calificación
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Estructura
y función celular
Todos los sistemas vivos están formados por células (Lat. cellulae-
diminutivo de cella- hueco, celda). Una célula es el elemento más
pequeño que se considera tiene vida, pues es la unidad morfológica y funcional
de todos los organismos, pueden tener formas muy variadas; las cuales
generalmente están relacionadas con la función que realizan, su tamaño oscila
entre 1 y 100 μm de diámetro (1 micra = a la milésima parte de 1 milímetro),
aunque también existen células más grandes, como las musculares y las
nerviosas. Otra característica interesante de las células es que se originan de
otras preexistentes, es decir tienen la capacidad de reproducirse.
La mayoría de las células poseen compartimentos rodeados por
membranas que reciben el nombre de organelos,
a los otros componentes celulares que no están rodeados por membranas se les
conocen como estructuras celulares; ambos tienen diferentes formas,
funciones, moléculas especializadas y ocupan posiciones características. Es
importante mencionar que en todas las células, las funciones que realizan los
organelos y las estructuras celulares respectivamente, son las mismas y no
varían de célula a célula.
En la naturaleza existen dos tipos de células; las eucariotas que se caracterizan por presentar
organelos y las procariotas que
carecen de ellos. Dentro de la gran variedad de organismos que están
constituidos por células eucariotas, se encuentran los unicelulares (algunas
algas, protozoarios y levaduras) y los pluricelulares (vegetales, animales y
hongos entre otros), que comparten organelos y estructuras semejantes que
realizan las mismas funciones.
La organización de las células Eucariotas
·
La
membrana plasmática Todas las células están rodeadas y separadas de su ambiente
exterior por una membrana con una permeabilidad selectiva llamada membrana
plasmática, que define los límites de la célula, su perímetro celular, actuando
como una barrera que separa su contenido interno (el citoplasma y núcleo) del
medio externo.
o
Estructura:
Mosaico Fluido. Este modelo describe la membrana plasmática como un mosaico
fluido conteniendo diversas proteínas embebidas en una matriz de fosfolípidos.
Los fosfolípidos en la membrana forman una bicapa lipídica con las cabezas
polares dirigidas hacia el exterior y las colas hidrofóbicas hacia el interior
de la bicapa. Esta tiene un grosor aproximado de 75 Å (ángstrom) o 7.5
nanómetros (nm), por ello no es posible visualizarla al microscopio óptico pero
si con el microscopio electrónico, este ofrece imágenes de la membrana
plasmática en la que se pueden observar dos líneas oscuras laterales y una
central más clara, imagen que recuerda a las “vías del tren”. Todas las
membranas biológicas son entidades dinámicas, estructuras fluidas, pues la
mayoría de sus lípidos y proteínas son capaces de moverse en el plano de la
membrana, además de sufrir un continuo recambio de componentes.
o
Función
de la membrana plasmática La membrana plasmática, tiene un doble papel
fisiológico en la célula, por una parte aísla y por lo tanto diferencia el
medio interno celular del ambiente exterior pero a su vez media la interacción
entre la célula y su entorno al permitir intercambio selectivo de materia y
energía e información (diferentes tipos de señales físicas y químicas) entre
ambos, intercambio que es necesario para mantener una adecuada homeostasis del
medio interno, clave en el mantenimiento de la vida celular. Esto doble función
de la membrana plasmática es posible por una parte gracias a la naturaleza
aislante que en medio acuoso proporciona la bicapa lipídica y por otra en las
funciones de transporte que desempeñan las proteínas embebidas en la membrana.
Es la actividad específica transportadora de dichas proteínas la que determina
permeabilidad selectiva de las biomembranas y de ese modo desempeñan un papel
crucial en la función de la membrana. La membrana plasmática es una barrera
selectivamente permeable que permite el paso de unas sustancias pero no de
otras. Determina pues que sustancias entran o salen de la célula. El interior hidrofóbico
de la bicapa de fosfolípidos es una de las razones por las que la membrana es
selectivamente permeable. Así, la bicapa lipídica tiene un papel fisicoquímico
dual pues sirve por una parte como un solvente de las proteínas de la membrana
y por otra actúa como una barrera a la permeabilidad. Mientras que las
moléculas hidrofóbicas, que son solubles en lípidos (e.g etanol) pueden pasar
fácilmente la membrana, moléculas pequeñas como el oxígeno , dióxido de carbono
, Nitrógeno pueden difundir entre los fosfolípidos de membrana, pero moléculas
hidrofílicas pequeñas como agua, nutrientes como la glucosa e iónes , ,
protones , etc… no pueden pasar directamente a través de los fosfolípidos de la
membrana plasmática. Estos compuestos deben pasar a través de proteínas de
transporte específico situadas en la membrana.
·
El
Citoplasma, El Citosol y el citoesqueleto. El citoplasma está compuesto por una
solución líquida, el citosol (del griego cito célula, sol solución, solución
citoplasmática) y los demás orgánulos rodeados por membranas característicos de
la célula eucariota (sistema de endomembranas , lisosomas, peroxisomas ,
mitocondrias y cloroplastos en las células vegetales) inmersos dentro de él. El
citoesqueleto también se encuentra distribuido en el citoplasma contribuyendo a
proporcionar a la célula su estructura y forma, así como la organización de
determinados movimientos intracelulares y de locomoción celular. El centrosoma
se encuentra también inmerso en el citoplasma.
o
El
citoesqueleto constituye como su nombre indica el armazón interior de la
célula. Está formado por una red tridimensional de fibras que se extienden por
todo el citoplasma. Además de su función principal en el establecimientos de la
forma celular y de conferir propiedades mecánicas a la célula: resistencia a la
deformación mecánica, rigidez estructural, flexibilidad, las diferentes fibras
que constituyen el citoesqueleto, junto con multitud de las proteínas asociadas
(proteínas estructurales, de enlace, de control de ensamblaje, motoras),
influencia un amplio rango de distintos procesos celulares, incluyendo la
migración celular, la contracción muscular, el movimiento intracelular de
vesículas y orgánulos, así como en la división celular
·
Lisosomas:
Los lisosomas son orgánulos citoplasmáticos delimitados por una membrana que
funcionan como el estómago de las células eucariotas. Contienen aproximadamente
50 diferentes tipos de enzimas hidrolíticas que degradan todos los tipos
básicos de moléculas biológicas incluyendo las proteínas, ácidos nucleicos,
lípidos y carbohidratos
·
Mitocondrias:
Es el orgánulo de las células eucariotas encargados de suministrar la energía
requerida para la vida celular, actúan por tanto como la central energética de
la célula. Es el sitio donde tiene lugar el ciclo de Krebs y el proceso
conocido como fosforilación oxidativa, dos procesos fundamentales de la
respiración celular aerobia.
·
Peroxisomas:
Todas las células animales (a excepción de los eritrocitos o glóbulos rojos) y
muchas células vegetales contienen peroxisomas, una clase de orgánulos
aproximadamente esféricos de un tamaño similar al de los lisosomas (0.5–1.5
µm), y al igual que ellos están rodeados por una única membrana, que delimita
su único compartimento la matriz o lumen del peroxisoma. Se parecen también a
los lisosomas en que están también llenos de enzimas implicadas en diversas
reacciones metabólicas, incluyendo varios aspectos del metabolismo energético.
Sin embargo, a diferencia de los lisosomas, los perosixomas son sintetizados a
partir de vesículas pre-perixomales producidas por gemación en el retículo
endoplasmático (RE), no a partir de vesículas que proceden de la red trans del
Golgi como ocurre con los lisosomas. Los peroxisomas son los orgánulos
celulares en los que se llevan a cabo diferentes tipos de reacciones oxidativas
que producen H2O2 peróxido de hidrógeno. Diversos sustratos se degradan
mediante estas reacciones oxidativas en los peroxisomas, incluyendo ácido
úrico, aminoácios y ácidos grasos
·
Ribosomas:
Los ribosomas son máquinas para la traducción. En el microscopio, los ribosomas
se ven como granos oscuros. Podemos encontrar ribosomas en 3 sitios de la
célula: en el RER, en la membrana nuclear, y en el citosol. En el citosol, es
frecuente observar varios ribosomas agrupados en una organización casi circular
a los que llamamos polisomas
·
Centrosoma:
El centrosoma tiene diversas funciones como la: duplicación del centrosoma,
nucleación y anclaje de microtúbulos, formación de cilios y flagelos, formación
huso mitótico durante la mitosis.
·
El
Núcleo: La existencia del núcleo es la característica principal que diferencia
las células eucariotas de las procariotas. El núcleo es un organelo altamente
especializado que sirve por una parte como almacén que contiene y protege el
material hereditario, el DNA genómico o genoma celular, depositario de la
información genética de la célula y por otra de centro primario de
administración y de procesamiento de esa información genética.
o
El
nucleolo es un compartimento intranuclear aproximadamente esférico que no está
rodeado por ningún sistema de membranas. El nucleolo es dominio dentro del
núcleo donde se produce la manufactura de los ribosomas, los orgánulos
celulares responsables de producir las proteínas celulares. A través del
microscopio óptico el nucleolo aparece como un punto oscuro dentro del núcleo.
·
Retículo
endoplasmático: Se trata de una red tridimensional de cavidades limitadas por
membranas que se extiende por todo el citoplasma. Una porción especializada de
este sistema membranoso constituye la envoltura nuclear, que limita al núcleo y
lo separa del citoplasma; la cavidad interna de dicha envoltura se continúa con
la luz del retículo endoplasmático. Se distinguen dos tipos, o mejor dos zonas
del retículo endoplasmático: el retículo endoplasmático rugoso, que posee
ribosomas adheridos a la cara externa de sus membranas, y el retículo
endoplasmático rugoso, que carece de ellos. El retículo endoplasmático
desempeña una gran variedad de funciones celulares. Las proteínas sintetizadas
en los ribosomas del retículo endoplasmático rugoso pasan a continuación a la
cavidad interior del mismo, o bien quedan ancladas en sus membranas, para ser
distribuidas seguidamente a distintos lugares de la célula o al medio
extracelular dentro de pequeñas vesículas membranosas. La unión de estas
proteínas a oligosacáridos (glicosilación) para formar glucoproteínas también
comienza en el retículo endoplasmático rugoso para finalizar más tarde en el
aparato de Golgi. En el retículo endoplasmático liso se sintetizan los
fosfolípidos y el colesterol, que luego se incorporarán a las membranas de
diferentes orgánulos o a la membrana plasmática; también en él se eliminan
sustancias que puedan resultar tóxicas para la célula
·
Aparato
de Golgi: La función del aparato de Golgi consiste en organizar y dirigir la
circulación de las macromoléculas en la célula, constituyendo un verdadero
centro de clasificación y distribución de diferentes tipos de productos que más
tarde serán transportados bien a los lugares de la célula donde resultan
necesarios o bien al exterior de la misma. Los productos que han de ser "exportados"
fuera de la célula son seleccionados y embalados por el aparato de Golgi en
forma de vesículas secretoras que luego vierten su contenido al medio
extracelular en un proceso denominado exocitosis; el contenido de otras
vesículas se incorpora a diferentes orgánulos celulares como lisosomas y
peroxisomas. Por otra parte determinados procesos de modificación de
macromoléculas, como la glicosilación de las proteínas, que comienzan en el
retículo endoplasmático, culminan en las sáculas del aparato de Golgi.
·
Vacuolas:
en la fusión de vesículas procedentes del aparato de Golgi. Están presentes en
todo tipo de células pero son especialmente abundantes en las células
vegetales, en las que generalmente ocupan el 50% del volumen celular llegando
en algunos casos al 95%. Las vacuolas de las células vegetales acumulan en su
interior sustancias hidrosolubles que de no estar confinadas por una membrana
se dispersarían por todo el citoplasma. Entre estas sustancias se encuentran
productos de deshecho del metabolismo celular, sustancias de reserva, pigmentos
e incluso algunos alcaloides venenosos que la planta utiliza para alejar a los
depredadores. Las vacuolas también ayudan a regular el equilibrio osmótico de
las células vegetales. En las células animales también existen vacuolas.
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Nombre
del alumno:
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Fecha
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Actividad
para sesión 4
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Calificación
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ACTIVIDAD.
En el espacio vacío describe la función que realiza la estructura u organelo
celular.
1.
Aparato de Golgi, 2. Núcleo, 3. Cloroplasto, 4. Retículo endoplásmico liso, 5.
Vacuola, 6. Mitocondria, 7. Lisosoma, 8. Membrana celular, 9. Retículo
endoplásmico rugoso y 10. Ribosoma
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Nombre
del alumno:
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Fecha
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Lectura
para sesión 5
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Calificación
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Respiración
celular
Las células llevan a cabo diversos procesos para mantener su
funcionamiento normal, muchos de los cuales requieren energía. La respiración
celular es una serie de reacciones mediante las cuales la célula degrada
moléculas orgánicas y produce energía. Todas las células vivas llevan a cabo
respiración celular para obtener la energía necesaria para sus funciones.
Usualmente se usa glucosa como materia prima, la cual se metaboliza a bióxido
de carbono y agua, produciéndose energía que se almacena como ATP (trifosfato
de adenosina). La molécula de ATP está formada por adenina, ribosa y tres
grupos fosfatos con enlaces ricos en energía. Cuando la molécula se hidroliza,
el fosfato terminal se separa para formar ADP (difosfato de adenosina) y se
libera energía. El ATP es la fuente de energía que se usa como combustible para
llevar a cabo el metabolismo celular.
La respiración celular se divide en pasos y sigue distintas
rutas en presencia o ausencia de oxígeno. En presencia de oxígeno sucede
respiración aeróbica y en ausencia de oxígeno sucede respiración anaeróbica.
Ambos procesos comienzan con la glucólisis.
Glucólisis es el primer paso de la respiración celular y
consiste de una serie de reacciones que ocurren en el citoplasma de la célula y
por las cuales, a partir de una molécula de glucosa, se producen dos moléculas
de ácido pirúvico (piruvato). Todos los organismos llevan a cabo la glucólisis.
La glucólisis se divide en dos partes; en la primera la molécula de glucosa se
divide en dos moléculas de gliceraldehido- 3-fosfato y en la segunda estas dos
moléculas se convierten en dos moléculas de ácido pirúvico (piruvato). Durante
la glucólisis se producen dos moléculas de ATP.
En ausencia de oxígeno, se lleva a cabo fermentación
(respiración celular anaeróbica). Algunas bacterias sólo llevan a cabo
fermentación, mientras que la gran mayoría de los organismos (incluidos los
humanos) pueden llevar a cabo respiración celular aeróbica y anaeróbica.
La respiración celular aeróbica es el conjunto de reacciones
en las cuales el ácido pirúvico producido por la glucólisis se transforma en
CO2 y H2O, y en el proceso, se producen 38 moléculas de ATP.* En las células
eucariotas este proceso ocurre en el mitocondria en dos etapas llamadas el
Ciclo de Krebs (o ciclo de ácido cítrico) y la cadena de transporte de
electrones.
La fosforilación oxidativa se divide en dos procesos: la
cadena de transporte de electrones y la quimiósmosis. En la cadena de
transporte de electrones, los electrones producidos en glucólisis y en el ciclo
de Krebs pasan a niveles más bajos de energía. Durante este transporte de
electrones las moléculas transportadoras se oxidan y se reducen. El último
aceptador de electrones de la cadena es el oxígeno. Cada átomo de oxígeno
recibe además dos protones (2H+) para formar una molécula de agua. En la cadena
se producen 36 moléculas de ATP a partir de una molécula inicial de glucosa.
La respiración celular anaeróbica ocurre en ausencia de
oxígeno. Este mecanismo no es tan eficiente como la respiración aeróbica, ya
que sólo produce 2 moléculas de ATP, pero al menos permite obtener alguna
energía a partir del piruvato que se produjo en la glucólisis. Hay dos tipos de
respiración celular anaeróbica: fermentación láctica y fermentación alcohólica.
o
Fermentación
láctica: La fermentación láctica ocurre en algunas bacterias y gracias a este
proceso obtenemos productos de origen lácteo tales como yogurt, crema agria y
quesos. Este proceso sucede también en el músculo esqueletal humano cuando hay
deficiencia de oxígeno, como por ejemplo, durante el ejercicio fuerte y
continuo. La acumulación del ácido láctico causa el dolor característico cuando
ejercitamos los músculos excesivamente.
o
Fermentación
alcohólica: En la fermentación alcohólica suceden dos reacciones consecutivas:
Este tipo de fermentación ocurre en levaduras, ciertos hongos y algunas
bacterias, produciéndose CO2 y alcohol etílico (etanol); ambos productos se
usan en la producción de pan, cerveza y vino.
Este tipo de fermentación ocurre en levaduras, ciertos
hongos y algunas bacterias, produciéndose CO2 y alcohol etílico (etanol); ambos
productos se usan en la producción de pan, cerveza y vino.
FOTOSÍNTESIS
La fotosíntesis es un proceso de anabolismo autótrofo.
Constituye no sólo la forma de nutrición del reino vegetal sino por la base de
la alimentación de todas las cadenas tróficas. Consta de dos fases: una
luminosa y otra oscura. En ellas se produce la transformación no sólo de
materia inorgánica en orgánica, sino también de energía luminosa en energía
química de enlace.
Para que se lleve a cabo la fotosíntesis se necesitan los
siguientes elementos: Sol (energía solar), gas carbónico (CO2) que entrara por
las estomas de las hojas, Clorofila, Agua y Sales minerales (absorbidas por las
raíces).
Las plantas son autótrofas porque tienen la capacidad para
captar la energía del sol y fijarla en los enlaces de los compuestos orgánicos
que elaboran la energía del sol y fijarla en los enlaces de los compuestos
orgánicos que elaboran mediante la fotosíntesis.
La fotosíntesis se realiza en los cloroplastos, donde se
encuentran los pigmentos capaces de captar y absorber la energía luminosa
procedente del sol. Estos pigmentos son: clorofila (verde), xantofila
(amarillo) y carotenoides (anaranjados). Se trata de uno de los procesos
anabólicos más importantes de la naturaleza, ya que la materia orgánica
sintetizada en su transcurso permite la realización del mismo.
La fotosíntesis es la fuente de la vida para la mayor parte
de los seres vivos, ya que proporciona la energía indispensable para los
distintos procesos vitales, además la fotosíntesis produce la mayor parte del
oxígeno de la atmosfera, esta se realiza en dos etapas: Fase luminosa. Fase en
donde se transforma la energía luminosa en química: que es usada por todos los
seres vivos. Los vegetales son el primer y único eslabón productor de la cadena
trófica. Esta fase depende de la luz que reciben los cloroplastos de la células
vegetales que son captados por medio de la clorofila, esta energía lumínica
descompone el agua en Oxigeno e Hidrogeno, liberándose el Oxígeno y generándose
2 moléculas por medio del movimiento de sus electrones de un nivel a otro
liberando energía para producir la molécula ATP y el poder reductor que es la
molécula NADPH2 que aportaran a la fase siguiente energía química para la
transformación de CO2 en Hidratos de carbono.
En la Fase oscura en la que ya no interviene la luz y las
moléculas formadas en la fase luminosa (ATP y NADPH2) participan en la
reducción del bióxido de carbono (CO2) mediante una serie de reacciones el
“Ciclo de Calvin” en donde se combina Se combina CO2 con RDP (difosfato de
ribulosa) para formar PGA (ác. Fosfoglicérido) Se combina PGA con NADPH2 y ATP
por lo que se libera agua, se forma PGAL para la nutrición de la planta, se
produce glucosa a partir de PGAL, este azúcar se disuelve en agua y recorre
toda la planta proporcionándole la energía necesaria para crecer.
Se transforma materia inorgánica en orgánica: a partir de la
fuente de carbono del dióxido de carbono del aire. El oxígeno se libera como
producto residual y lo usan la mayor parte de los organismos para la
respiración celular y se producen sustancias químicas que sirven de alimento a
los organismos.
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Nombre
del alumno:
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Fecha
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Actividad
para sesión 5
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Calificación
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CUESTIONARIO:
1.
¿Qué es la respiración celular?
2.
¿Por qué es importante la
respiración celular para los seres vivos?
3.
¿Cuáles son las etapas dela
respiración celular?
4.
¿Qué significan las siglas ATP?
5.
¿cuál es la importancia del ATP?
6.
¿Qué es la glucólisis?
7.
¿La respiración celular es un
proceso catabólico o anabólico?
8.
¿La glucólisis es un proceso
catabólico o anabólico?
9.
¿En qué parte de las célualas se
realiza la glucólisis?
10.
¿Cuál es la importancia de la
glucólisis?
11.
Escribe la reacción general de la
glucólisis
12.
¿Qué es el ciclo de Krebs y cuál
es su importancia?
13.
¿En dónde se realiza el ciclo de
Krebs?
14.
Escribe la reacción general del
ciclo de Krebs
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CARACTERÍSTICAS A COMPARAR
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FOTOSÍNTESIS
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RESPIRACIÓN CELULAR
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PALABRAS CLAVE
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¿Quiénes
la realizan?
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·
Productores
·
Consumidores
·
Descomponedores
·
Todos los seres vivos
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¿En
qué momento del día?
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|
|
·
Durante el día
·
Durante la noche
·
En forma constante
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¿Cuál
es su objetivo?
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|
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·
Formación de sustancias
orgánicas
·
Liberación de energía
·
Captación de energía
|
|
El
agua….
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|
|
·
Se absorbe
·
Se elimina
|
|
El
dióxido de carbono
|
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|
·
Se incorpora
·
Se elimina
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|
El
oxígeno…
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|
|
·
Se produce
·
Se almacena
·
Se destruye
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|
La
materia orgánica…
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|
·
Se produce
·
Se almacena
·
Se construye
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|
Tipo
de energía que ingresa al proceso
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|
·
Química
·
Mecánica
·
Calórica
·
Lumínica
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|
La
energía…
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·
Se transforma
·
Se incorpora
·
Se libera
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Nombre
del alumno:
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Fecha
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Actividad
para sesión 5
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Calificación
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Nombre
del alumno:
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Fecha
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Lectura
para sesión 6
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Calificación
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Comunicación
celular
Se
conocen varias formas importantes para la comunicación entre las células:
·
Comunicación
química. La célula secreta sustancias químicas que actúan en otras células
(células blanco) que poseen receptores para la sustancia química, provocando
que se modifique la actividad celular.
·
Contacto
célula-célula. Uniones comunicantes o de tipo gap. Son uniones especializadas
célula-célula de la misma estirpe celular. Iones y moléculas pequeñas pasan
directamente de una célula a otra a través de un estrecho canal formado por las
proteínas de las uniones comunicantes, entre las dos membranas yuxtapuestas,
principalmente para coordinar su diferenciación y acoplar metabólicamente a las
células.
·
Comunicación
yuxtacrina. Es estimulada por la interacción de los receptores de la membrana
plasmática de una célula directamente con los receptores de membrana de la
célula adyacente o de la interacción de sus receptores con moléculas de la
matriz extracelular.
La
comunicación química puede realizarse por tres vías diferentes:
·
Mediadores
químicos locales.
o
Comunicación
autocrina- El mensaje químico producido por una célula, interacciona con
receptores de células contiguas de la misma estirpe o con la misma célula que
envía el mensaje.
o
Comunicación
paracrina- Una célula secreta sustancias químicas que se absorben o destruyen
con gran rapidez y sólo pueden actuar sobre las células de proximidad
inmediata, pero de diferente estirpe celular.
·
Comunicación
endocrina- Células endocrinas especializadas segregan hormonas que viajan por
el torrente sanguíneo y actúan en células blanco a gran distancia distribuidas
por el cuerpo.
·
Comunicación
neural- Se lleva a cabo en células nerviosas, que forman uniones especializadas
(sinapsis) con la célula blanco, segregando mediadores químicos de muy corto
alcance denominados neurotransmisores que sólo actúan en la célula blanco
inmediata
La célula, en tanto que unidad funcional de los seres vivos,
está capacitada para llevar a cabo las funciones características de éstos, a saber,
nutrición, reproducción y relación. Dicho de otro modo, las funciones que
caracterizan a los seres vivos también tienen su contrapartida a nivel celular.
La Fisiología celular se ocupa del estudio de estas funciones.
La nutrición es un conjunto de procesos mediante los cuales
las células manipulan eficazmente la materia y la energía que extraen de su
entorno y las emplean para edificar y mantener sus propias e intrincadas
estructuras. La nutrición celular se lleva a cabo en varias fases, cada una de las
cuales incluye a su vez diferentes procesos: a) Incorporación de los
nutrientes.- Se lleva a cabo mediante diferentes modalidades de transporte a
través de las membranas que, en función del tamaño molecular de las sustancias
incorporadas, puede ir precedido o no por un proceso de endocitosis. b)
Preparación de los nutrientes para su utilización.- Algunas sustancias de
elevado peso molecular no pueden ser utilizadas directamente por las células y
deben sufrir un proceso previo de digestión, que las transforma en otras más
simples que sí pueden ser asimiladas. c) Utilización de los nutrientes.- Las
células utilizan los nutrientes que incorporan de su entorno para construir y
mantener sus propias estructuras y para obtener la energía que necesitan para
llevar a cabo diferentes procesos celulares. Todo ello lo consiguen mediante
una compleja red de reacciones químicas catalizadas por enzimas que globalmente
recibe el nombre de metabolismo. Dada la gran complejidad del metabolismo se
pospondrá su estudio para capítulos posteriores. d) Eliminación de los
productos de deshecho.- Las sustancias que una vez incorporadas no resultan
asimilables por la célula tras el proceso de digestión son expulsadas al medio
extracelular, generalmente por exocitosis. Por otra parte, los productos
finales del metabolismo también son excretados fuera de la célula mediante
transporte a través de la membrana. A continuación se estudiarán los diferentes
procesos implicados en la nutrición celular
El paso de sustancias a través de la membrana plasmática se
rige por las leyes de la difusión. En general, cuando dos compartimentos
acuosos que contienen disoluciones de diferente concentración están separados
por un tabique o división permeable, el soluto se 2 desplazará por difusión
simple atravesando el tabique desde el compartimento de concentración más
elevada al de concentración más reducida hasta que las concentraciones de ambos
compartimentos se igualen
Se distinguen, en función de los requerimientos energéticos
que presentan, dos modalidades principales de transporte a través de las
membranas: el transporte pasivo y el transporte activo.
·
Transporte
pasivo.- En esta modalidad de transporte las sustancias atraviesan la membrana
plasmática a favor de gradiente de concentración, es decir, desde el lado de la
membrana en el que la sustancia se halla a concentración más elevada hacia el
lado en el que dicha concentración es más reducida. Cuando se trata de iones o
sustancias cargadas, además del gradiente de concentración, interviene el gradiente
eléctrico a través de la membrana (potencial de membrana), que vendrá dado por
la cantidad y el signo (+ o -) de las cargas eléctricas a ambos lados de la
misma. En este caso, el transporte tendrá lugar a favor de gradiente
electroquímico (suma vectorial de los gradientes eléctricos y de
concentración). El transporte pasivo es un proceso espontáneo, transcurre de
acuerdo con las leyes de la difusión antes citadas y, por lo tanto, no implica
ningún consumo de energía. En función de la naturaleza polar o apolar de los
diferentes tipos de sustancias que atraviesan la membrana mediante transporte
pasivo, éste puede tener lugar por difusión simple o por difusión facilitada.
o
Difusión
simple.- Las sustancias orgánicas de naturaleza apolar difunden fácilmente a través
de la bicapa lipídica a favor de gradiente de concentración; para ellas, el
entorno apolar definido por las colas hidrocarbonadas de los lípidos de
membrana no supone ninguna barrera infranqueable. Los gases de importancia
biológica, tales como el O2 y el CO2, gracias a su escasa o nula polaridad y a
su pequeño tamaño, también difunden con facilidad a través de la bicapa
lipídica El agua, gracias a su pequeño tamaño molecular, también atraviesa la
membrana por difusión simple a través de la bicapa lipídica a pesar de ser una
sustancia polar; también lo hacen otras sustancias polares de pequeño tamaño
tales como el etanol o la urea. La dirección del flujo de agua a través de la
membrana viene determinada por la tendencia de la célula a alcanzar el equilibrio
osmótico con su entorno.
o
Difusión
facilitada.- La bicapa lipídica de la membrana plasmática resulta impermeable
para todas las sustancias polares o iónicas de tamaño molecular intermedio,
tales como aminoácidos, monosacáridos o nucleótidos. Este tipo de sustancias
constituye el grueso del tráfico molecular a través de la membrana, por lo que
debe existir algún mecanismo que les permita franquearla; este mecanismo es la
difusión facilitada. La difusión facilitada requiere de la concurrencia de unas
proteínas de membrana específicas denominadas proteínas transportadoras o
permeasas. Además de las permeasas existen en la membrana otras proteínas
transportadoras, denominadas canales iónicos, que permiten el paso de iones
monoatómicos de tamaño y carga determinados.
·
Transporte
activo.- En esta modalidad de transporte las sustancias atraviesan la membrana
plasmática en contra de un gradiente de concentración, o bien, si se trata de
sustancias con carga eléctrica, en contra de un gradiente electroquímico. En este
caso, la dirección del transporte es contraria a la que predicen las leyes
termodinámicas, es decir, se opone a la tendencia natural a que se alcancen por
difusión idénticas concentraciones a ambos lados de la membrana. Por ello, el
transporte activo no es un proceso espontáneo, sino que requiere energía
metabólica que debe ser aportada por la hidrólisis del ATP (molécula que las
células utilizan universalmente para almacenar y transportar energía química).
ACTIVIDAD:
Una cubeta fue dividida en dos, usando
una membrana semipermeable que permite el pasaje de solutos y agua. En la
cubeta 1, se vertió una solución salina, cuyas concentraciones de soluto y
solvente se indican en la figura. En la cubeta 2, se vertió agua destilada.
a) ¿En
cuál cubeta está más concentrada el agua?
b) ¿En
cuál cubeta está más concentrada el soluto?
c) Indica,
en el esquema, con una flecha el sentido de difusión del agua. Justifica.
d) ¿En
qué momento cesará la difusión del agua?
ACTIVIDAD:
Representa con un dibujo cada uno de los tipos de comunicación y transporte
celular
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Nombre
del alumno:
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Fecha
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Actividad
para sesión 7
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Calificación
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ANÁLISIS
DE CASOS:
Caso 1.
Nuestra temperatura corporal debe ser del orden de 37°c, por esta razón, cuando
hace calor comenzamos a transpirar como una forma de deshacernos de la energía,
o disipar el calor que hemos absorbido del entorno, de modo que nuestra
temperatura permanezca constante. Asimismo, cuando hace mucho frio no
transpiramos, sino que tendemos apretarnos o encogernos, para así disminuir el
área de contacto con el aire que nos rodea y de esta forma disipar la menos
cantidad de calor posible, conservando nuestra temperatura constante. ¿Cuál es
la ventaja y desventaja de mantener una temperatura constante en nuestro
cuerpo? Nuestra temperatura corporal debe ser del orden de 37°c, por esta
razón, cuando hace calor comenzamos a transpirar como una forma de deshacernos
de la energía, o disipar el calor que hemos absorbido del entorno, de modo que
nuestra temperatura permanezca constante. Asimismo, cuando hace mucho frio no
transpiramos, sino que tendemos apretarnos o encogernos, para así disminuir el
área de contacto con el aire que nos rodea y de esta forma disipar la menos
cantidad de calor posible, conservando nuestra temperatura constante.
1. ¿Cuál es la ventaja y desventaja de mantener una temperatura
constante en nuestro cuerpo?
2. ¿Qué tipo de comunicación se dará entre las células?
3. ¿Qué tipo de transporte se utiliza?
Caso 2.
Cuando la glucosa en la sangre se eleva (por ejemplo, después de alguna
comida), se libera la hormona insulina, la cual favorece que la mayor parte de
las células del cuerpo tomen glucosa y la lleven a su interior para
metabolizarla y obtener energía o la conviertan en grasa o glucógeno (una
molécula parecida al almidón) para su almacenamiento. Cuando disminuyen las
concentraciones de glucosa en la sangre (por ejemplo, después de no desayunar),
se libera glucagón. El glucagón activa una enzima hepática que desdobla el
glucógeno, liberando glucosa dentro de la sangre. Así, la insulina reduce las
concentraciones de azúcar en la sangre, mientras que el glucagón las aumenta;
juntas, mantienen los niveles de glucosa en la sangre casi constantes.
1. ¿Qué pasaría si la liberación de insulina y glucagón en
nuestra sangre es insuficiente?
2. ¿Qué tipo de comunicación se da entre las células del
páncreas y las sanguíneas?
3. ¿Qué tipo de transporte se lleva a cabo en este proceso?
Caso 3.
Dependiendo
de la cantidad que se ingiera, y de la condición física del individuo, el
alcohol puede causar: Habla confusa, Somnolencia, Vómitos, Diarrea, Molestias
estomacales, Dolores de cabeza, Dificultades respiratorias, Distorsiones visuales
y auditivas, Capacidad de juicio deteriorado, Disminuye la percepción y la
coordinación, Pérdida del conocimiento, Periodos de inconsciencia (pérdida de
memoria durante la cual el bebedor no puede recordar lo que ocurre mientras
está bajo la influencia del alcohol
La interacción de un neurotransmisor con un receptor induce
la apertura del canal; aquí se abre en la membrana un poro selectivo de iones,
que permite que los iones la atraviesen. El etanol acentúa la actividad de
numerosos canales iónicos abiertos por ligando
1. ¿Por qué se producen todos estos efectos al consumir
alcohol?
2. ¿Qué tipo de comunicación se bloquea al ingerir alcohol?
3. ¿Cuál es el transporte por el cual se introduce el alcohol a
las células?
