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Objetivo Nº 1
LA TEORÍA CELULAR Y EL MICROSCOPIO
HISTORIA DEL MICROSCOPIO
Aunque desde siempre el hombre se ha sentido intrigado sobre la composición y
forma de todo lo que le rodea, sus limitaciones en cuanto a tecnología traían como
consecuencia que sus conocimientos también fueran limitados. Ésa es la razón por la cual el
estudio de la célula siempre ha estado tan relacionado con el microscopio.
A pesar de que las lentes se conocían desde hacía años, el primer microscopio
compuesto se le atribuye a Zacha-rias Janssen, alrededor de 1595, con ayuda de su padre
Hans. Este microscopio constaba de tres tubos deslizantes consecutivos con lentes inserta-
dos en su extremo en un tubo mayor, cuyo ocular constaba de una lente y el objetivo de una
lente plano-convexa. El enfoque se hacía ajustando los tubos con las lentes hasta lograr
nitidez. Su poder de amplificación era de 3 a 10 veces del tamaño de la muestra.
El término microscopio fue acuñado por la "Academia dei Lincei", durante el siglo
XVII. Hasta ese momento, más que un instrumento de ciencia, era un juguete. En 1660
Malpighi observó, usando el modelo italiano de microscopio, que las arterias y las venas se
conectaban entre sí por capilares, lo que permitió en un futuro el descubrimiento de los
glóbulos rojos.
En 1665 Robert Hooke, usando un microscopio diseñado por Cock, observó
celdillas huecas en un corte de corcho, a las que bautizó cells o "celdas" del aire, pues le
recordaban a las celdas de un monasterio, nombre con el que estas estructuras permanecen
hasta el día de hoy.
Cerca de 1670 Anton Van leeuwenhöek comenzó a hacer descripciones de
"animalículos", como bautizó a los microorganismos y bacterias presentes en las aguas que
estudió. El ingenio de este investigador amateur consistió en usar una sola lente de gran
potencia y calidad, lo que le permitió pasar de aumentos de 40 o 50X a aumentos hasta de
200X. Su microscopio tenía cerca de 10 cm de alto y constaba de dos láminas metálicas
unidas, a través de las cuales había un agujero muy pequeño donde se localizaba la lente.
Una aguja enroscada servía de base para la muestra. Desde entonces, los microscopios han
sufrido muchas transformaciones, hasta llegar a lo que son hoy en día.
TEORIA CELULAR. DEFINICION DE CELULA
Desde los trabajos de Hooke, se sabía que existían estructuras denominadas
"células" que parecían componer a algunos organismos.
En 1838, Mathias Schleiden propone que las plantas están compuestas por células, y
al año siguiente Theodor Schwann plantea la misma conclusión para los animales; por lo
tanto, plantas y animales están compuestos por células. Para 1855, Rudolph Virchow
establece que las células sólo provienen de células preexistentes, y en 1880Weismann
termina de fundar las bases de la Teoría Celular, al añadir que las células que existen
actualmente provienen de mucho tiempo atrás.
De esta forma, quedaron establecidas las bases para los postulados de la Teoría
Celular:
♦ Los seres vivos están compuestos por células.
♦ Los seres vivos están compuestos, por lo menos, por una célula.
♦ Las células provienen de células preexistentes.
Y de aquí la definición de célula:
La célula es la unidad anatómica, fisiológica y reproductiva de todo ser vivo.
Se dice que es la unidad anatómica, pues todos los seres vivos están compuestos por
células, desde los protozoarios, que tienen sólo una (unicelulares), hasta nosotros, que
tenemos muchos millones (pluricelulares). Es la unidad fisiológica, dado que todas las
células llevan a cabo las funciones básicas del organismo, y es la unidad reproductiva, ya
que sólo pueden originarse de otras células.
TIPOS DE MICROSCOPIO
1. Microscopio óptico: está compuesto por un sistema de lentes que amplifican la
imagen de la muestra hasta 2.000 veces. Funcionan como lupas, pero son
compuestos.
2. Microscopio electrónico: usa un haz de electrones como fuente de luz en un tubo al
vacío. Son, a su vez, de varios tipos:
a. Convencional: fue inventado en 1932 por los alemanes Ruska y Knoll. El
haz de electrones que se dispara sobre la muestra, la cual también debe ser
fina, se condensa gracias a una serie de electrodos que lo concentra hacia
una placa sensible. Amplía la imagen hasta un millón de veces.
b. De barrido: el haz de luz se desplaza sobre la muestra en sentido
longitudinal y da una imagen tridimensional que puede ampliarse hasta cien
mil veces.
c. De barrido y transmisión: es una combinación entre los anteriores.
3. Microscopio de efecto túnel: fue inventado en 1981 por
Binning y Rohrer, quienes ganaron el Premio Nobel de Física en
1986 por su descubrimiento. Se basa en el análisis de la estruc-
tura electrónica de un material, permitiendo la formación de
imágenes topográficas a nivel atómico de las muestras.
EL MICROSCOPIO OPTICO MODERNO
El microscopio óptico usa luz visible como fuente de iluminación. Sus partes son:
1. Píe: sostiene a toda la estructura del microscopio.
2. Columna: sirve de sostén al tubo del ocular, la platina y el espejo.
3. Platina: se ubica transversalmente a la columna, sostiene la preparación y tiene un
agujero que permite el paso de la luz.
4. Carro: consiste en dos pinzas que sujetan la preparación y se hallan unidas a dos
tornillos que las desplazan sobre la platina.
5. Tornillo macrométrico: desplaza con movimientos amplios la platina o el tubo del
ocular, para hacer el enfoque grueso de la preparación.
6. Tornillo micrométrico: desplaza con movimientos cortos la platina o el tubo del
ocular, para hacer un enfoque más fino.
7. Revólver: sostiene a los objetivos y gira para intercambiarlos.
8. Tubo óptico: se encuentra entre el revólver y el ocular.
SISTEMA OPTICO
Está compuesto por los lentes:
1. Objetivos: se encuentran en el revólver. Se clasifican en:
a. Objetivos secos: se usan sin ningún medio de difracción. Van desde 5X
hasta 40X.
b. Objetivos de inmersión: se usan con un medio de difracción, por lo general
aceite de cedro. Es el de 100X.
2. Ocular: es el lente más cercano al ojo.
SISTEMA LUMINICO
1. Espejo: refracta la luz hacia la preparación.
2. Condensador: concentra la luz hacia la preparación. Se encuentra bajo la platina.
3. Diafragma: regula la cantidad de luz que pasa hacia la preparación. Se encuentra
bajo la platina.
4. Filtros: dependiendo de si la fuente de luz es natural o artificial, se usan filtros que
detienen determinadas longitudes de onda.
PROPIEDADES DEL MICROSCOPIO
♦ Poder de definición: es la capacidad de mostrar figuras claramente definidas.
♦ Poder de penetración: es la capacidad que tiene el microscopio de ver varios planos
al mismo tiempo.
♦ Poder de amplificaciones el número de veces que la muestra es amplificada. Viene
dada por la fórmula:
A = Oc x Ob
Donde:
A es la amplificación total del microscopio,
Oc es la amplificación del ocular y
Ob la del objetivo.
♦ Poder de resolución: es la distancia mínima a la cual se pueden distinguir dos puntos
en una preparación.
Recordemos que:
El primer microscopio fue diseñado por Zacharias Janssen en 1595.
En 1665 usa la palabra ce// para designar los espacios vistos por él con el
microscopio en un corte de corcho.
En 1670 Van Leeuwenhóek desarrolla un microscopio más potente de menos lentes.
En 1838 Mathias Schleiden propone que las plantas están formadas por células.
En l839Theodor Schwann propone que los animales están compuestos por células.
En 1885 Rudolph Virchow plantea que las células sólo pueden provenir de células.
En 1880 Weismann asegura que las células son estructuras antiguas.
Definición de célula: unidad anatómica, fisiológica y reproductiva de todo ser vivo.
Los microscopios pueden ser ópticos, electrónicos o de efecto túnel.
Las partes de un microscopio son el sistema mecánico, el óptico y el de iluminación.
Las propiedades del microscopio son: poder de definición, poder de penetración,
poder de amplificación y poder de resolución.
Realizar las siguientes actividades en tu cuaderno:
1. ¿Cuál crees que es la importancia histórica de la invención del microscopio?
2. Relaciona las teorías propuestas por Scheleiden, Schwann y Virchow con laTeoría
Celular.
3. Analiza la definición de célula.
4. ¿Cuál es la diferencia entre el microscopio óptico y el electrónico? ¿Cuáles son sus
ventajas y desventajas?
5. Haz un esquema con las partes del microscopio.
6. Se te da en el laboratorio un microscopio óptico con un ocular de 6X y objetivos de
5X, I0X.40X y I00X, y se te pide que calcules el poder de amplificación máximo.
7. ¿Por qué es importante que un microscopio tenga un buen poder de definición y de
resolución?
OBJETIVO Nº 2
LA CELULA COMO UN SISTEMA
Sólo basta con echar una mirada a nuestro alrededor para darnos cuenta de que hwf
muchos tipos de organismos a nuestro alrededor, jnos más evolucionados que otros y todos
con características diferentes. Podemos explicar esta variedad de seres por la diversidad de
formas ce organización presentes.
En su estructura más básica, la célula, podemos encontrar dos tipos o dominios:
CELULAS PROCARIOTAS
Son células que carecen de un núcleo celular definido, pues no -ene membrana
nuclear; tienen un cromosoma circular que flota en el citoplasma. Son de pequeño tamaño e
incluye a las bacterias y las algas verdiazules. Se reproducen por fisión binaria.
La carencia de membrana nuclear está acompañada de otras características, como
son que no presentan los organelos existentes en otras células, como los cloroplastos y las
mitocondrias, por lo tanto, os procesos celulares como la fotosíntesis y la respiración se
llevan a cabo en el citoplasma
CELULAS EUCARIOTAS
Poseen membrana nuclear, lo cual significa que tienen sus cromosomas (que son
lineales) aislados del resto del contenido celular.
Debido a su estructura, es más compleja que las procarióticas, de mayor tamaño, e
incluye al resto de las células existentes.
Dado que somos organismos compuestos por células eucariotas, éste será el tipo de
célula que estudiaremos.
COMPARACION ENTRE CELULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
ESTRUCTURA/PROCESO EUCARIOTAS PROCARIOTAS
Membrana nuclear Presente Ausente
ADN Combinado con histonas (proteínas), lineal
Desnudo y circular
Cromosomas Múltiples Único
División celular Mitosis o meiosis Fisión binaria
Mitocondrias Presentes Ausentes
Cloroplastos Presentes en células vegetales Ausentes
Ribosomas Grandes Pequeños
Pared celular Presente en vegetales. De celulosa Presente, con mureína
Nucléolos Presentes Ausentes
Retículo endoplasmático Presente Ausente
Órganos de locomoción Cilios y flagelos con estructura 9+2
Flagelos con estructura 9+0
Tamaño 10 a 100 mm de diámetro 1 a 10 mm de diámetro
MetabolismoAnaeróbicos, aeróbicos o
fotosintetizadotes de varios tipos
Mayormente aeróbicos, anaeróbicos con
modificaciones secundarias, fotosintetizadotes productores
de O2
Organización Unicelulares o coloniales Pluricelulares
ESTRUCTURAS CELULARES
MEMBRANA CELULAR
Se encuentra rodeando a la célula, de forma que aisla el contenido te'ular de su
entorno. Se caracteriza por ser selectivamente permeable, es decir, deja pasar sustancias de
acuerdo con las necesidades de la célula =1 ese momento.
Desde hace mucho tiempo se sabe que la membrana de las células está formada por
lípidos y proteínas, pero no se sabía como estaban dispuestos.
La teoría más moderna, propuesta por Singer y Nicholson en 1972 Modelo de
Mosaico Fluido), plantea que la membrana está compuesta mayormente por fosfolípidos
(grasas unidas a un fósforo), repuestos en dos capas (bicapa), la cual estaba atravesada en
algunos sitíos por proteínas (proteínas transmembranosas), mientras que en otros sitios las
proteínas sólo se hallaban superficialmente en la bicapa proteínas periféricas).
Los fosfolípidos son compuestos anfipáticos, es decir, tienen un extremo que es
hidrofílico (atrae o se mezcla con el agua) y otro h¡-r'-ofóbico (repele el agua), puesto que
el fosfato es miscible con el agua, ~iientras que los ácidos grasos no lo son.
El agua no puede pasar a través de las colas hidrofóbicas de los fosfolípidos y las
sustancias grasas no lo hacen a través de las cabezas hidrofílicas, de esta manera, todo el
transporte celular queda controlado.
Se llama mosaico fluido a este modelo porque sus componentes pueden moverse,
gracias a la presencia de moléculas de colesterol que se interponen entre los extremos de
los fosfolípidos, lo que permite que se desplacen unas sobre otras. Los movimientos de los
fosfolípidos pueden ser:
a. Rotación: la molécula gira sobre su eje.
b. Flexión: son los movimientos de las colas de los fosfolípidos.
c. Difusión lateral: es el movimiento de flip-flop, que consiste en el cambio de
posición de un fosfolipido de un lado de la membrana al otro; requiere energía.
Sobre la superficie de la membrana se encuentran moléculas de azúcares unidos a
lípidos (glucolípidos) o a proteínas (glucoproteínas), componiendo el glucocálix. que tiene
como función la protección de la célula, interviene en su desplazamiento y participa en el
sistema inmunitario, al darle identidad inmunológica a la célula; además, interviene en el
proceso de reconocimiento entre óvulos y espermatozoides durante la fecundación.
CITOPLASMA O CITOSOL
Está formado mayormente por agua. Entre los solutos que se encuentran disueltos
están proteínas en 20%, quienes son las responsables de la consistencia gelatinosa del
citoplasma. Estas proteínas son mayormente enzimas que intervienen en las reacciones
químicas de la célula.
También se encuentran grasas, sales minerales, hormonas, azúcares, etc. Además, en
él se encuentran flotando una serie de estructuras membranosas llamadas organelos,
encargados de llevar a cabo las funciones de la célula.
ORGANELOS CITOPLASMATICOS
Son todas las estructuras citoplasmáticas que están cubiertas por una o dos
membranas.
Para facilitar su estudio, vamos a dividirlos por su función en la célula.
Organelos Relacionados Con La Producción De Energía
a. Cloroplastos: son plástidos (organelos que producen sustancias nutritivas en las
células vegetales). Miden entre 0,5 y I mm de diámetro. Contienen clorofila (el
pigmento verde que le da color a las plantas), la cual fija la energía lumínica y la
transforma en energía química para la fotosíntesis.
Tienen forma discoidal. Están cubiertos por una membrana externa, que rodea a una
matriz denominada estroma, donde se halla flotando un sistema de membrana
interna con forma de monedas llamadas tilacoides, que se depositan unas sobre otras
para formar granas. Dentro de estas estructuras se encuentra la clorofila.
b. Otros plastidios: de acuerdo con su función, hallamos otros plastidios, como los
cromoplastos, los cuales contienen otros pigmentos además de la clorofila, de color
amarillo, anaranjado o rojo, que dan color a las flores y frutos. Los amiloplastos son
plástidos que no desarrollaron clorofila, sino que se agrandaron para almacenar
almidón. También participan en la determinación de la orientación de la fuerza de
gravedad. Se observan en grandes cantidades en las papas.
c. Mitocondrias: son estructuras de forma redondeada o discoidal, de doble
membrana. En ellas se lleva a cabo la respiración celular aeróbica. Miden entre 0,5
y I mm de diámetro.
La primera membrana se denomina membrana externa, la cual encierra a otra más
grande en superficie, la membrana interna, por lo cual queda arrugada dentro de la
externa, formando las crestas mitocondriales, que rodean a la matriz mitocondrial,
donde se lleva a cabo el proceso de la producción de energía en la respiración.
Organelos Relacionados Con La Síntesis Y Modificación De Compuestos Orgánicos
a. Retículo endoplasmático: es un organelo que se forma de prolongación de la
membrana externa del núcleo. Esta membrana se pliega formando "sacos"
denominados cisternas. Algúnas cisternas muestran pequeños puntos, lo que le da
una textura rugosa, por lo que se denomina retículo endoplasmática rugoso; estos
puntos son estructuras asociadas con la síntesis de proteínas, llamadas ribosomas.
Las cisternas que no presentan ribosomas se denominan reticulo endoplasmático
liso, y en ellas se lleva a cabo la síntesis de algunos lípidos. Hay que hacer mención
de que no existe dos tipos separados de retículo endoplasmático, sino que en u sola
estructura se pueden encontrar los dos tipos.
Una vez que se han sintetizado los compuestos requeridos, s "empaquetados" en
vesículas que se forman en los extremos de las cisternas y enviados a diferentes
sitios, dependiendo lo que se requiera.
b. Aparato de Golgi: es un sistema membranoso parecido a u
grupo de bolsas apiladas unas sobre otras. A estas bolsas se les denomina cisternas.
La agrupación de cisternas son dictiosomas y de ellos se forman vesículas que
movilizan los compuestos hacia el sitio de la célula donde se necesiten.
La función del aparato de Golgi es procesar, modificar y distribuí compuestos
orgánicos relacionados con lo producido por retículo endoplasmático. Las vesículas
producidas en el retículo endoplasmático con proteínas y lípidos, son transportadas
has el aparato de Golgi, donde se integran a una cisterna, vaciando su contenido en
ella. Una vez dentro de ella, los compuesto son modificados para producir otros más
complejos, como p dieran ser los fosfolípidos, y luego empaquetados en vesículas
nuevamente, que son enviadas a donde hagan falta.
Organelos Relacionados Con La Digestión Celular
a. Lisosomas: son vesículas de membrana simple, con un tamaño de,
aproximadamente, 50 mieras de diámetro, que contiene enzimas hidrolíticas,
llamadas hidrolasas, de gran potencia que han sido ensambladas en el aparato de
Golgi. Estas enzimas intervienen en la degradación de las partículas alimenticias
tomadas por la célula, los organelos y estructuras celulares, y en la degradación de
la célula cuando ésta muere.
b. Vacuolas: son sacos limitados por una membrana sencilla, que tienen distintas
funciones que se encuentran en las plantas, principal es la de servir de "sistema
digestivo" de la célula, unirse a los lisosomas para digerir y absorber las sustancia
nutritivas que están en ella (vacuolas digestivas); pero hay otras que se encargan de
controlar la cantidad de agua que hay en el interior de la célula, expulsándola si es
demasiada (vacuolas hídricas) o de almacenar ciertas sustancias (de reserva).
Organelos Relacionados Con La Oxidación: Los Microcuerpos
Son vesículas de membrana simple relacionadas con la oxidación, principalmente, son
esféricos y miden entre 0,2 y 1,7 mm. Se dividen en:
a. Peroxisomas: intervienen en la degradación de las bases nitrogenadas, de ciertos
aminoácidos perjudiciales para nuestro cuerpo y del peróxido de hidrógeno (agua
oxigenada).
b. Glioxisomas: se encuentran en las células vegetales, intervienen en la degradación
de grasas en las semillas que germinan para dar origen a azúcares que serán
utilizados para obtener energía.
Organelo Relacionado Con El Control Del Funcionamiento Celular: El Núcleo
El núcleo es un organelo compuesto por una doble membrana. La membrana
externa es ininterrumpida y se continúa con el retículo endoplasmático; la membrana
interna es discontinua, es decir, tiene poros que ponen en contacto el interior del núcleo con
el interior del "retículo endoplasmático.
El interior del núcleo está lleno de un gel de composición diferente ai citoplasma,
denominado cariolinfa, donde flota una maraña de "hilos", la cromatina, que no es más que
los cromosomas relajados. En a cromatina se puede observar un punto más oscuro, el
nucléolo, que es el sitio donde se lleva a cabo la lectura del material genético para obtener
información para la síntesis proteica.
Los cromosomas son cuerpos compuestos por ADN, el material que lleva la
información genética de un individuo. Esta información se halla separada en genes, y cada
uno corresponde a una característica física del organismo.
Los seres humanos tienen 46 cromosomas, 44 auto-somas, que llevan información
de las características no relacionadas con sexo, y 2 sexuales, X y Y, que contienen
información para la determinación del sexo y características relacionadas.
Estructuras Relacionadas Con La Forma Celular
El citoesqueleto es un sistema de fibras proteínicas que atraviesan san la célula en
todas direcciones, manteniendo su forma y ayudando; desplazamiento de los organelos
dentro de ella.
Al contrario de cómo las personas se imaginan a las células, éstas no son una masa
informe gelatinosa donde flotan sin control alguno los organelos y las estructuras celulares;
en ella la ubicación de todos sus componentes está cuidadosamente controlado. Para ello la
célula está atravesada por una red compleja, tridimensional, que son los micro-filamentos,
los filamentos intermedios y los microtúbulos
a. Microfilamentos: tienen un diámetro de 7 mm y están formados por una proteína
llamada actina, que es contráctil.
b. Filamentos intermedios: tienen de 8 a 11 nm de diámetro
c. Microtúbulos: tienen cerca de 25 nm de diámetro. Están compuestos por una
proteína llamada tubulina. Son dinámicos; mantienen la forma de la célula y la
ubicación de los organelos.
d. Centríolos: son dos estructuras cilíndricas formadas por nueve microtúbulos que
contienen tres fibras de tubulina (conformación 9 + 0), intervienen en la división
celular.
e. Cilicios y flagelos: los cilicios miden hasta 10mm de largo, mientras los flagelos
llegan a medir 200mm. Están formados por nueve pares de microtubulos que rodean
a un par central (conformación 9 + 2)
CELULAS VEGETALES Y ANIMALES
Existen diferencias evidentes entre las células animales y las vegetales. En primer
lugar, podemos observar que las plantas son rígidas, y esto se debe a que recubriendo
externamente a sus células se encuentra una pared celular compuesta por celulosa, sustancia
que le da la rigidez necesaria para que la planta no se doble. Para que las células puedan
comunicarse entre sí, la pared celular sufre "punteaduras", pequeños poros por donde pasan
sustancias químicas que ponen en contacta unas células con otras.
Las células vegetales son coloreadas, porque contienen plástidos las células
animales carecen de éstos.
Las células vegetales, generalmente, poseen una vacuola central que les sirve de almacén;
las células animales carecen de ésta.
Recordemos que:
Las células son procariotas si no tienen núcleo definido y eucariotas si tienen núcleo
definido. La membrana celular está formada por fosfolípidos, proteínas y azúcares
ordenados en una bicapa. Los lípidos pueden moverse en la membrana por rotación,
flexión y difusión lateral. El glucocálix participa en la protección, movimiento e
identificación de la célula. El citoplasma es un gel que contiene mayormente
proteínas.
Los organelos son estructuras celulares con membrana que llevan a cabo las
funciones celulares.
Los cloroplastos son organelos de doble membrana donde se lleva a cabo la
fotosíntesis, por lo tanto, tienen clorofila.
Las mitocondrias son organelos de doble membrana donde se lleva a cabo la
respiración celular aeróbica. x
El retículo endoplasmático es un sistema membranoso. Puede ser rugoso si posee
ribosomas, caso en el cual sintetiza proteínas, o liso si carece de ellos, y entonces
sintetiza lípidos.
El aparato de Golgi es un sistema membranoso que recibe las vesículas del RE con
sus productos y los modifica.
Los lisosomas son vesículas provenientes del aparato de Golgi que contiene
enzimas hidrolasas que hidrolizan sustancias, tanto propias de las células como
obtenidas del medio.
Las vacuolas son vesículas mayormente relacionadas con la digestión de sustancias
nutritivas, pero también controlan la cantidad de agua en algunas células y reservan
sustancias.
El núcleo posee una membrana doble. Dentro de él se encuentran los cromosomas,
que contienen a los genes que determinan nuestras características físicas. Se observa
en él el nucléolo.
El citoesqueleto es un conjunto de proteínas que mantienen la forma de la célula.
Aquí se hallan los microfilamentos, los filamentos intermedios, los microtúbulos,
los centríolos, los cilios y los flagelos.
Las células vegetales poseen pared celular, plastidios y vacuolas grandes, de los
cuales carecen las células animales.
Realiza las siguientes actividades en tu cuaderno
1. ¿Por qué es importante hacer la diferenciación entre células procariotas y
eucariotas? Explica cuál es el Modelo de Mosaico Fluido de la membrana celular.
¿El citoesqueleto es un organelo? Explica.
2. Haz un cuadro con el nombre de los organelos, su estructura y función dentro de la
célula.
3. Explica la relación estructural entre los cloroplastos y las mitocondrias.
4. Explica la relación funcional entre el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi.
5. Explica cómo interactúan los lisosomas y vacuolas en la digestión celular.
6. ¿Cómo funcionan los peroxisomas?
7. ¿Por qué es importante que toda la información acerca de las características físicas
de un individuo estén guardadas en los genes de los cromosomas?
8. ¿Por qué es importante la presencia del citoesqueleto?
9. Haz un cuadro comparativo entre células vegetales y animales.
OBJETIVO Nº 3
LA FUNCIÓN DE TRANSPORTE DE LA CÉLULA
CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES
Para estudiar cómo entran las sustancias pequeñas a las células, primero debemos
estudiar cómo son las soluciones en las que se hallan.
Las soluciones son mezclas homogéneas que comprenden un sustancia que disuelve
(el solvente), y una o varias sustancias que se disuelven (solutos). Dependiendo de la
relación que existe entre la cantidad de soluto disuelto en el solvente, la solución tiene una
concentración determinada.
Las que se hallan dentro y fuera de la célula tienen diferentes concentraciones, y
pueden ser:
a. Solución hipertónica: es una solución que está más concentrada que otra. Por
ejemplo, si tomamos un vas A con agua y una cucharada de azúcar y otro vaso B
con agua y cinco cucha radas de azúcar, podremos decir que el vaso B es
hipertónico con respecto al vaso A.
b. Solución hipotónica: es una solución que está menos concentrada que otra. En el
ejemplo anterior, el vaso A es hipotónica con respecto al vaso B.
c. Solución isotónica: ambas soluciones tienen concentraciones iguales. Por ejemplo,
si tanto en el vaso A como en el B hubiese una cucharada de azúcar en el agua,
serían isotónicas.
De esta forma, las células pueden ser hipertónicas o hipotónicas con respecto al medio
donde están.
Cuando hablamos de dos medios de diferente concentración, por ejemplo, una célula
que es hipertónica con respecto a su medio, decimos que existe un gradiente de
concentración entre ellos. Y cuando una molécula se mueve a favor del gradiente, lo está
haciendo del medio más concentrado al menos concentrado, mientras que si va en contra
del gradiente, está pasando de un medio menos concentrado a uno concentrado.
Recordemos que la membrana es selectivamente permeable, es decir, que deja pasar
ciertas sustancias, dependiendo de las necesidades de la célula en ese momento. La
permeabilidad de la membrana depende de la permeabilidad de los lípidos de la membrana
de la sustancia que se va a transportar, su tamaño y su carga, además de la naturaleza de las
proteínas que se encuentran en la membrana.
TRANSPORTE PASIVO
Difusión
Se denomina como transporte pasivo el paso de partículas de un medio hipertónico
(más concentrado) a uno hipotónico (menos concentrado), sin gasto de energía.
Ósmosis
Se llama así cuando la sustancia que pasa es soluto. Por ejemplo, cuando la urea es
filtrada de la sangre (hipertónica) en las nefronas hacia el túbulo proximal (hipo-tónico)
para la formación de orina, es una difusión.
Se llama así al paso de agua de un medio hipotónico a uno hipertónico. Aunque
pareciera ser contradictorio con la definición de transporte pasivo que dimos, en realidad la
definición de soluciones hipertónicas o hipo-tónicas se refiere al soluto, por lo tanto,
cuando hablamos de solución hipotónica, tiene poco soluto, pero mucho solvente
(podríamos decir que es hipertónico en cuanto al solvente), y si es hipertónica, tiene mucho
soluto, pero poco solvente (es "hipotónica" en cuanto al solvente). Por lo tanto, sigue
pasando agua de una solución más concentrada en agua, a una menos concentrada.
Dependiendo de dónde se encuentre la célula, se considerará un medio hipertónico si es
más concentrado que el ambiente, o hipotónico si es menos concentrado, y por lo tanto el
agua entrará o saldrá, denominándose a estos fenómenos:
a. Plasmólisis: el citoplasma de la célula está menos concentrado que el medio
externo, por lo tanto, la célula pierde agua y se deforma, se arruga.
b. Turgencia: el citoplasma de la célula está más concentrado que el medio externo,
por lo tanto, la célula gana agua y se hincha. Si la cantidad de agua que entra no es
controlada, la célula puede llegar a reventar (lisis).
TRANSPORTE PASIVO DE ACUERDO CON EL
TIPO DE TRANSPORTE QUE USA
Difusión Simple
Es el paso de sustancias pequeñas a través del gradiente, ya se atravesando la bicapa
si no tienen carga eléctrica, o a través de canales proteicos. Así pasan las hormonas
esteroideas, los gases atmosféricos el agua y el etanol.
Difusión Facilitada
La membrana es impermeable en general para las sustancias polares e iónicas, así
que dichas sustancias son transportadas por proteínas específicas, llamadas transportadores.
Cuando las sustancias o lo iones a transportar pasan a favor del gradiente, es decir,
de un medi más concentrado a uno menos concentrado, utilizando una proteína, s dice que
es difusión facilitada.
Éste es el caso de los azúcares, el ácido carbónico, los aminoácido y los iones
cloruro, potasio, sodio y calcio.
Difusión simpleTRANSPORTE
PASIVO
Difusión facilitada
CITOPLASMA
TRANSPORTE ACTIVO
Moléculas a transportar
Simport Antiport
Tipos de transporte activo
TRANSPORTE ACTIVO
El transporte activo es el paso de sustancias de un medio hipotónico a uno
hipertónico con gasto de energía.
Como están pasando moléculas de un sitio menos concentrado a uno más
concentrado, hace falta energía para hacer que entre donde no cabe, y para ello tienen que
ser transportadas por las proteínas periféricas de la membrana plasmática
Los transportes activos de moléculas pueden ser:
a. Tipo uniport: que mueven un tipo de moléculas en una sola dirección.
b. Tipo simport: si transportan dos solutos en la misma dirección al mismo tiempo.
c. Tipo antiport: si transportan dos solutos en direcciones contrarias al mismo
tiempo.
Éste es el caso de la bomba sodio-potasio que ya estudiamos el año pasado en la
transmisión del impulso nervioso. Una proteína tipo antiport atrapa en el lado que da hacia
adentro de la membrana, sodio, mientras que atrapa potasio afuera de la misma, y
utilizando energía, los trastoca, así que el potasio queda dentro de la membrana y el sodio
afuera.
ENDOCITOSIS, EXOCITOSIS Y TRANSCITOSIS
Cuando los alimentos son demasiado grandes como para que la célula pueda
pasarlos por la membrana de alguna de las dos formas anteriores, debe entonces
incorporarlos completos.
Ya hemos visto que la membrana es flexible gracias a la presencia del colesterol.
Cuando la célula se halla frente al alimento, su membrana se deforma, y forma dos
proyecciones que rodean a las partículas. Este proceso se llama endocitosis y origina una
vacuola alimenticia que contiene al sustento
Si el alimento es sólido, se denomina fagocitosis, y un ejemplo es ataque de los
glóbulos blancos a las bacterias invasoras de nuestro cuerpo cuando nos cortamos. Si es
líquido, entonces se llama pinocitosis.
Esta vacuola primaria no contiene enzimas para digerir el alimento, por lo tanto,
necesita unirse un lisosoma que se las suministra para formar una vacuola secundaria,
donde se lleva a cabo la degradación del alimento y la absorción de las sustancias
nutritivas.
Si lo que la célula necesita es desechar alguna sustancia o liberarla, entonces la
vesícula se forma dentro de la célula y es llevada hasta la membrana plasmática, se fusiona
con ella y vierte su contenido al exterior; es una exocitosis. La mayoría de hormonas se
liberan al torrente sanguíneo de es forma.
Hay casos en los que una sustancia tiene que atravesar una célula completa y no
interaccionar c ella en ningún momento, entonces debe ser endocitada, empaquetada en una
vesícula, transportada través de toda la célula y sacada por exocitosis de otro lado de la
célula, por medio de la transcitosi; éste es el caso de las células endoteliales de los capilares
y las sustancias nutritivas que deben ir hacia las células de los tejidos de los alrededores.
Recordemos que:
Solución hipertónica es aquella más concentrada que el medio que la rodea.
Solución hipotónica es aquella menos concentrada que el medio que la rodea.
Soluciones isotónicas son las que tienen igual concentración.
El transporte pasivo consiste en el paso de nutrientes de un medio hipertónico a uno
hipotónico sin gasto de energía.
El transporte pasivo puede ser, de acuerdo con el tipo de sustancia que pasa,
difusión y osmosis.
Cuando la partícula transportada pasivamente es un soluto, se denomina difusión.
Cuando la partícula transportada pasivamente es un solvente, se denomina osmosis.
Si la célula deja salir agua por osmosis, está en estado de plasmólisis.
Si la célula deja entrar agua por osmosis, está en estado de turgencia.
De acuerdo con el tipo de transporte que se usa, el transporte pasivo puede ser por
difusión simple, o transporte facilitado. '
Es difusión simple cuando la sustancia pasa sin ningún tipo de ayuda a través de la
membrana.
Es difusión facilitada cuando la sustancia pasa a favor del gradiente, pero a través
de las proteínas transportadoras.
El transporte activo consiste en el paso de nutrientes de un medio hipotónico a uno
hipertónico con gasto de energía.
El transporte activo puede ser uniport, simport o antiport.
La deformación de la membrana para formar una vacuola alimenticia se denomina
endocitosis.
Si el alimento a endocitar es sólido, se trata de fagocitosis; si es líquido, se trata de
pinocitosis.
La vacuola alimenticia primaria carece de enzimas.
La vacuola alimenticia secundaria se forma de la unión de una primaria con un
lisosoma.
Si la vesícula se forma dentro de la célula y se fusiona con la membrana para liberar
su contenido, es una exocitosis.
El transporte de una sustancia a través de una célula por endocitosis y luego
exocitosis se llama transcitosis.
Realiza las siguientes actividades en tu cuaderno
1. Define solución hipertónica, hipotónica e isotónica.
2. Elabora un gráfico donde resumas todos los tipos de transporte de sustancias a
través de la membrana celular.
3. Si una célula se coloca en un medio de agua destilada, ¿qué pasará con ella?
Explica.
4. Explica cómo pasan las moléculas de gran tamaño a la célula.
5. ¿Cuál es la diferencia entre difusión y osmosis?
6. Explica cómo sucede la diálisis al nivel de los riñones.
7. Explica cuál es la diferencia entre difusión simple y difusión facilitada.
8. ¿En qué se diferencian los transportes activos del tipo simport y antiport?
9. Explica cómo es el proceso para que una célula incorpore un alimento de tamaño
regular.
10. ¿Para qué sirve la exocitosis?
OBJETIVO Nº 4
FOTOSINTESIS Y RESPIRACION A NIVEL CELULAR
Se entiende por metabolismo, todas aquellas reacciones químicas que suceden en
los seres vivos. Hay muchas vías metabólicas, per quizás las dos más importantes sean la
fotosíntesis y la respiración de las cuales depende la existencia de gran parte de los seres
vivos que conocemos.
Se denomina fotosíntesis a la síntesis de compuestos organice partiendo de
compuestos inorgánicos, que utiliza la luz como fuente i energía y produce oxígeno como
desecho.
Es decir, es la transformación de energía lumínica en energía química .
Esta función metabólica es característica de las plantas, aunque puede ser llevada a cabo
por otros organismos, como algas verdiazules y bacterias, siempre y cuando posean
pigmentos que lo permitan.
La fotosíntesis se lleva a cabo en los cloroplastos, donde se encuentran delimitados
los pigmentos fotosintéticos.
Los pigmentos son los compuestos que absorben luz, y el color que muestran es el color
que no absorben.
De acuerdo con la forma en que participan en la fotosíntesis, se dividen en:
Pigmentos Fotosintéticos:
Son aquellos que intervienen directamente en la fotosíntesis; están constituidos por
la clorofila, que es de color verde.
La molécula de clorofila tiene un magnesio en el centro, al cual se unen cuatro
anillos, y de uno de ellos parte una larga cola.
Tienen la capacidad de transformar la energía lumínica en energía química (ATP).
Sus tipos son: clorofila a, clorofila b, clorofila c, clorofila d. bacterioclorofila. Las clorofilas
a y b se encuentran en las plantas superiores, las clorofilas c y d están en las plantas
inferiores (algas), y la bacterioclorofila en bacterias.
Las clorofilas a y b están encerradas en los tilacoides de los cloroplastos, conforman
dos fo-tosistemas, conjuntos compuestos por una molécula de clorofila y una serie de
proteínas que ayudan a transformar la energía lumínica en energía química; son los foto-
sistemas II y I.
Pigmentos Accesorios:
No participan directamente en el proceso fotosintético, es decir, no traducen la
energía solar en química, pero sí son capaces de captar la energía solar y pasarla a la
clorofila. Entre éstos encontramos a los carotenoides, los cuales son de color rojo, naranja
(P-caroteno) o amarillo (xantofilas)
Estos pigmentos son los responsables de otros colores en las plantas, como el rojo
de las rosas, el amarillo del araguaney en ciertas épocas del año o el anaranjado de las
zanahorias
ETAPAS DE LA FOTOSINTESIS
Fase Lumínica
Como su nombre lo indica, requiere de luz, sucede en los tilacoides, a su vez se
divide en dos subetapas:
a. Fotofosforilación: en las plantas superiores se encuentra dos tipos de clorofila, a y
b, distribuidas en dos fotosistemas, I y II. Las clorofilas tienen la capacidad de
desubicar electrones cuando la luz los excita. La luz incide sobre el fotosistema II, i
hace que se desprenda un electrón que viaja a través de una serie de proteínas, cuya
función es la del transporte electrónica luego baja al fotosistema I, liberando energía
para producir ATI (molécula rica en energía).
b. Fotolisis del agua: cuando la luz llega al cloroplasto, origina el rompimiento de
seis moléculas de agua, de las cuales se desprenden seis moléculas de oxígeno, ya
que éste es un gas que no es útil en el cloroplasto, y son reservados los 12 átomos de
hidrógeno para-utilizarlo más adelante en la fotosíntesis.
Fase no dependiente de la luz o ciclo de Calvin-Benson (antiguamente oscura)
Aunque esta fase no depende de la luz, sucede durante el día, pues depende de los
productos de la fase lumínica. Sucede en el estroma de los cloroplastos.
Durante ésta, las seis moléculas de dióxido de carbono del ambiente son utilizadas
por la planta para sintetizar 12 moléculas de 3 carbonos, dos de los cuales se usan para
sintetizar un azúcar simple de 6 carbonos, la glucosa, y el resto se transforma en 6
moléculas de 5 carbonos, que sirven para recibir el C02 y recomenzar el ciclo. Para la
síntesis de glucosa y la transformación de todas esas moléculas, el hidrógeno que se había
guardado en la fotolisis y el ATP de la fosforilación son utilizados.
RESPIRACION CELULAR
Al contrario de la fotosíntesis, la respiración es una vía metabólica que tiene como
finalidad la liberación de la energía química, contenida en la glucosa, para su utilización en
el organismo.
Para diferenciarla de la respiración que se lleva a cabo en los pulmones, la
llamaremos respiración celular.
TIPOS DE RESPIRACION CELULAR
Existen dos tipos básicos de respiración celular: aeróbica (que utiliza oxígeno) y
anaeróbica (que no utiliza oxígeno). De las dos, la respiración anaeróbica sucede en
individuos menos evolucionados que la aeróbica.
Ambas respiraciones utilizan glucosa como compuesto a degradar, y aunque ambas
inicialmente comparten las mismas reacciones químicas (vía de la glucólisis), luego se
separan, teniendo la respiración aeróbica una vía mucho más compleja.
Vía de la Glucólisis
Durante esta vía la glucosa es degradada hasta formar 2 moléculas de 3 carbonos, el
ácido pirúvico.
Respiración Anaeróbica
No requiere oxígeno. Sucede en organismos unicelulares. Sus tipos son:
a. Fermentación alcohólica: el ácido pirúvico se separa en una molécula de alcohol
etílico y otra de dióxido de carbono.
Su ganancia energética es 2 ATP. Esta vía es característica de las levaduras
(Saccharomyces sp.) que usamos para preparar el pan. Cuando las ponemos en agua
con azúcar, en realidad les estamos sirviendo el alimento, y cuando lo degradan
producen dióxido de carbono, que es lo que hace que el pan crezca.
FORMULA GENERAL DE LA FERMENTACION ALCOHOLICA
C6H12O6 CO2 + CH3CH2OH + 2ATP
b. Glicólisis homoláctica: el ácido pirúvico, por este proceso, se transforma en ácido
láctico. Su ganancia energética es igual que la fermentación alcohólica, 2 ATP. Este
proceso se encuentra en muchas bacterias; merecen mención especial las bacterias
acidófilas que descomponen el azúcar de la leche. Si las usamos de una forma
controlada, podemos obtener yogur; de allí su sabor ácido.
FORMULA GENERAL DE LA GLICOLISIS HOMOLACTICA
C6H12O6 2CH3CHOHCOOH + 2ATP
Respiración Aeróbica
Ésta es la vía metabólica que tenemos los seres humanos. Requiere de oxígeno y se
lleva a cabo en las mitocondrias.Tiene varias etapas:
a. Síntesis del acetil~CoA: el ácido pirúvico es transformado en acetil~CoA (un
compuesto de 2 carbonos) mediante la pérdida de un dióxido de carbono.
b. Ciclo de Krebs: el acetil~CoA se une a un compuesto de 4 carbonos, y se
transforma en un compuesto de 6 carbonos, que libera un dióxido de carbono, y un
par de hidrógenos que son guardados. La molécula de 5 carbonos resultante, libera
otro dióxido de carbono y otro par de hidrógenos, que corren la misma suerte que
los anteriores, y se convierte nuevamente en el compuesto de 4 carbonos, liberando
más hidrógenos, para comenzar nuevamente el ciclo.
c. Transporte electrónico: los hidrógenos producidos hasta ahora recorren a una serie
de proteínas que producen ATP cada vez que los hidrógenos pasan por ellas. En
total, se producen 36 ATP. Pero para poder desechar los hidrógenos que ya fueron
utilizados, la célula toma el oxígeno y lo une a los anteriores, formando agua.
FORMULA GENERAL DE LA RESPIRACION AERÓBICA
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 36ATP
Recordemos que
Mediante la fotosíntesis se almacena energía lumínica en forma de energía química.
La fotosíntesis sucede en los cloroplastos.
El pigmento encargado de llevar a cabo la fotosíntesis es la clorofila, de color verde.
Los pigmentos accesorios, de otros colores, sólo captan la luz y la llevan hasta la
clorofila.
La fase lumínica de la fotosíntesis sucede en presencia de la luz y se divide en
fotolisis del agua y fotofosforilación.
La fotolisis del agua es el rompimiento de la molécula de agua por efecto de la luz.
La fotofosforilación es la transformación de la energía solar en ATP.
La fase oscura de la fotosíntesis es el ciclo de Calvin-Benson, en el cual se sintetiza
la glucosa.
Mediante la respiración se libera la energía química almacenada en la glucosa. La
respiración puede ser anaeróbica o aeróbica.
Todas las respiraciones comienzan con la glucólisis, mediante la cual la glucosa
pasa a ácido pirúvico.
La fermentación alcohólica es un tipo de respiración anaeróbica en el cual se
obtiene alcohol etílico, dióxido de carbono y 2 ATP. Sucede en las levaduras.
La glicólisis homoláctica es un tipo de respiración anaeróbica en el cual se obtiene
ácido láctico y 2 ATP. Sucede en las bacterias que transforman la leche en yogur.
La respiración aeróbica requiere de oxígeno y sucede en las mitocondrias.
Durante el ciclo de Krebs el acetil~CoA es degradado hasta el dióxido de carbono,
produciendo hidrógenos.
Los hidrógenos del ciclo de Krebs van al transporte electrónico para producir ATP.
Los hidrógenos se unen al final a un oxígeno para producir agua.
Realiza las siguientes actividades en tu cuaderno
1. Explica la importancia de la fotolisis del agua para el mantenimiento de la vida.
¿Qué crees que pasaría si una planta creciera en un sitio oscuro?
2. Dibuja un corte transversal de una hoja y ubica las estructuras donde se lleva a cabo
la fotosíntesis.
3. ¿Qué pasaría si el ciclo de Calvin-Benson se interrumpiese por alguna razón?
4. ¿Cuál es la importancia de la respiración, con relación a la fotosíntesis?
5. ¿Por qué crees que la respiración anaeróbica es propia de organismos unicelulares?
6. ¿Por qué la respiración anaeróbica produce menos energía que la aeróbica?
7. Explica dos usos prácticos de la fermentación alcohólica para el hombre.
8. Explica dos usos prácticos de la glicólisis homoláctica para el hombre.
¿Cuál es la importancia del ciclo de Krebs?
9. ¿Cuál es la finalidad de producir hidrógenos en las vías metabólicas estudiadas?
10. ¿Qué sucede con los hidrógenos al final de la respiración aeróbica?
11. ¿Por qué se dice que la respiración aeróbica no es una oxidación?
12. Haz un cuadro comparativo entre la fotosíntesis y la respiración aeróbica.
OBJETIVO Nº 5
LA DIVERSIDAD CELULAR
ORGANIZACIÓN CELULAR DE LOS ORGANISMOS
Cuando observamos a nuestro alrededor, podemos ver que los individuos no son
iguales en forma, complejidad o evolución; sin embargo, todos obedecen a un esquema
general.
De acuerdo con el número de células que componen al organismo, los seres vivos se
clasifican en:
ORGANISMOS UNICELULARES
Los organismos unicelulares están compuestos por una célula que lleva a cabo todas
las funciones necesarias para su existencia, es decir, es capaz de alimentarse, respirar,
excretar, sintetizar todo lo necesario y reproducirse por sí mismo.
Estos organismos son poco evolucionados y, actualmente, están representados por
las bacterias (procariotes) y protozoarios (eucariotes). Se cree que fueron los primeros
organismos en poblar el planeta.
ORGANISMOS COLONIALES O PLURICELULARES
Este tipo de organismos está conformado por muchas células que llevan a cabo
todas la misma función; no se observa una diferenciación de funciones entre ellas. A pesar
de esto, todas se hallan unidas, generalmente, por una matriz gelatinosa, formando
estructuras claramente reconocibles.
Algunas algas se encuentran conformando colonias, como las verdes que se
encuentran en los cuerpos de agua estancados; sus células no están especializadas y, sin
embargo, conforman estructuras laminares de una o dos células de espesor, que parecen
tallos aunque no lo son, dado que carecen de las estructuras características de éstos.
Como contrapartida, el Volvox, un protozoario colonial, forma grupos esféricos de
células iguales que cada cierto tiempo definen estructuras que originan colonias más
pequeñas, lo que pareciera ser un paso importante en la diferenciación de estructuras
reproductoras.
ORGANISMOS MULTICELULARES
Los organismos que tienen estructuras como las anteriores, son pequeños y poco
evolucionados, ya que sus células tienen que llevar a cabo todas las funciones y no pueden
especializarse en ninguna.
Cuando las células se especializan en una función, ya sea protección (piel),
fotosíntesis (parénquima), etc., crece la complejidad del organismo y pasa a ser
multicelular. Mientras más especializadas están las células en una función, más células se
requieren para llevar a cabo otras funciones esenciales para el cuerpo, y más complejo es un
individuo.
Esa misma especialización tiene que ver con la sobrevivencia de todas las células,
puesto que la posesión de un grupo grande de células implica que muchas de ellas no
estarán en contacto directo con el exterior, de forma que no podrán respirar, comer o
excretar por sí mismas, y que otras deberán hacerlo por ellas. Por lo tanto, la supervivencia
del organismo dependerá de la actividad sincronizada de todas sus células con sus
diferentes funciones, pero la muerte de una sola célula no afectará el funcionamiento del
individuo.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DEL INDIVIDUO
Pero un organismo multicelular es mucho más complejo de lo que hemos dicho
hasta ahora, siguiendo todos un patrón común. Los niveles de organización del individuo
son:
CÉLULA Todo individuo multicelular está compuesto por millones de células
diferentes.
TEJIDO Las células se agrupan por función, conformando los tejidos con
funciones específicas como, por ejemplo, el tejido muscular.
ORGANO La disposición cercana de tejidos cuyas funciones se complementan
entre sí, establecen órganos con una función específica, como puede
ser el estómago, formado por un tejido conectivo que lo sostiene en la
cavidad abdominal, un tejido muscular que lleva a cabo movimientos
peristálticos, un tejido glandular que produce el jugo gástrico, y
mucus que lo recubre, todos unidos para llevar a cabo parte de la
digestión.
SISTEMA El trabajo mancomunado de algunos órganos de tejidos diferentes
conforma sistemas o aparatos.
INDIVIDUO El funcionamiento sincrónico de todos los sistemas y aparatos del
cuerpo permite que el organismo lleve a cabo todas sus funciones, y
sea un individuo.
TIPOS DE TEJIDOS
Existen muchos tipos de tejidos, de acuerdo con su composición y funciones; nombremos a
los tejidos animales y vegetales.
TEJIDOS ANIMALES
Hay cuatro tipos básicos de tejidos animales:
Tejido Epitelial
Está formado por células pequeñas que están unidas estrechamente formando capas que
cubren una superficie. Otro tipo de células de este tejido forma una capa de conexión con
los tejidos vecinos. Se encuentra recubriendo el cuerpo ya sea externa o internamente; sus
funciones son de protección, secreción y percepción del medio ambiente.
La piel es un epitelio que tiene como función la protección del cuerpo contra agentes
externos y la sensación de estímulos externos. El epitelio estomacal tiene función secretora,
al producir el jugo gástrico y, de absorción, al permitir el paso de ciertas sustancias
alimenticias hacia la sangre. El epitelio respiratorio cubre a los pulmones, y permite el
intercambio gaseoso entre la sangre y el aire. El epitelio nasal tiene función meramente
sensorial, ya que recibe los estímulos químicos del ambiente y los traduce en impulsos
nerviosos.
Tejidos Conectivos
Están formados por pocas células unidas por una sustancia intercelular muy densa, que las
mantiene unidas.
Hay muchos tipos, pero el más frecuente es el tejido conectivo laxo que se encuentra entre
la piel, los vasos sanguíneos y los músculos. Sus tipos son:
a) Tejido sanguíneo: está compuesto por una parte líquida, el plasma,y una sólida, los
elementos figurados, células que se hallan flotando en el plasma. Entre los elementos
figurados están los eritrocitos o glóbulos rojos, que contienen hemoglobina y se encargan
de transportar el oxígeno a los otros tejidos del cuerpo; leucocitos o glóbulos blancos, los
cuales defienden al organismo contra agentes patógenos, y las plaquetas, células
fragmentadas que participan en la cascada de coagulación sanguínea.
b) Tejido adiposo: está formado por muchas células llamadas adipocitos, que tienen
como función reservar gotas de grasa. Se encuentra distribuido en el cuerpo de acuerdo con
el sexo y, en general, lo podemos encontrar debajo de la piel y sobre ciertos órganos, como
el corazón.
c) Tejido cartilaginoso: el cartílago está conformado por células denominadas
condrocitos, y conforman un tejido elástico y resistente que se halla en el hombre en los
extremos de los huesos, la nariz y las orejas de niños, y luego queda restringido a la nariz y
las orejas en el adulto.
d) Tejido óseo: está formado por células llamadas osteocitos,que se hallan
concéntricamente en canales dentro de los huesos [canales de Havers], donde
continuamente producen sales de calcio que se depositan alrededor de éstos, dándole la
dureza característica a los huesos. Su función es de sostén.
Tejido Muscular
Está formado por células alargadas, denominadas fibras, las cuales contienen proteínas que
les confieren a los músculos la propiedad contráctil.
De acuerdo con el tipo de fibra, los tipos de tejidos musculares son:
a) Músculo estriado: está conformado por fibras donde se pueden distinguir bandas
claras y oscuras, compuestas por distintos tipos de proteína, y es de control consciente.
b) Músculo liso: en su estructura no se pueden observar bandas, es de control
inconsciente.
Músculo cardíaco: sus fibras presentan bandas, pero el control de este tipo de músculo es
inconsciente.
Tejido Nervioso
Está conformado por dos tipos de células: las neuronas, las células nerviosas por
excelencia, y las células gliales, o células acompañantes.
Las neuronas tienen como función la recepción de estímulos externos, su traducción a
impulsos nerviosos, su transmisión a los centros nerviosos correspondientes, su
procesamiento o almacenamiento, la elaboración de señales de respuesta, y su transmisión a
los efectores.
TEJIDOS VEGETALES
Los tres tipos básicos de tejidos vegetales son:
Meristemas
Son los tejidos jóvenes e indiferenciados de la planta. Sus células no tienen pared celular y
sus vacuolas son pequeñas. Se encuentran en los extremos de las raíces y tallos, y tienen
como función el elonga-miento de la planta. Mientras la planta está en crecimiento, se trata
de un meristemo primario, pero cuando ha terminado de crecer a lo largo y va a hacerlo a lo
ancho, entones se vuelve un meristemo secundario, llamándose entonces cámbium (que
forma el xilema y el floema) y fe-lógeno (que forma la corteza de los árboles).
Tejido Fundamental
Comprende el cuerpo de la planta; sus tipos son:
Parénquima
Está compuesto por las típicas células vegetales; tienen funciones variadas y capacidad de
reproducirse.
a) Clorofílico: contiene células con un alto contenido de cloro-
plastos. A su vez, es de dos tipos:
a. I. Parénquima en empalizada: como su nombre lo indica, sus células son alargadas y se
encuentran muy unidas una al lado de la otra, como si fuera una empalizada.
a.2. Parénquima esponjoso: sus células se encuentran desordenadas debajo del anterior.
b) De reserva: sus células guardan sustancias para la célula, como azúcares y lípidos.
c) Aerénquima: las células forman espacio entre ellas que ayuda a la planta a acumular
aire para flotar y llevar a cabo el intercambio gaseoso. Se encuentra en las plantas
acuáticas.
d) Acuífero: reserva grandes cantidades de agua. Se presenta en plantas carnosas o
crasuláceas.
Colénquima
Son células vivas en su madurez con la pared primaria engro que tienen como función el
sostén de las plantas jóvenes y herbá por lo tanto, se encuentra en haces en los tallos y las
hojas.
Eseterénquiroa
Está compuesto por células de paredes primarias engrosadas mu tas en su madurez.Tiene
también función de sostén.
Está compuesto por células pequeñas y muy unidas que conforman la epidermis de la
planta. En algunos casos producen cera y cutina. En él se observan estomas, tricomas y
otras estructuras relacionadas con la capacidad o no de perder agua de la planta y con el
intercambio gaseoso.
Tiene como función el transporte de sustancias dentro de la planta. Sus tipos son:
Xilema
Tiene como función el transporte de agua y sales minerales desde las raíces hasta las hojas,
y como función secundaria el sostén de la planta.
F íoerna
Tiene como función el transporte de alimento a todas partes de la planta.
Recordemos que
Los organismos unicelulares están compuestos por una célula indiferenciada.
Los organismos pluricelulares están compuestos por varias células indiferenciadas.
Los organismos multicelulares están compuestos por muchas células diferenciadas.
Las células se especializan en funciones específicas cuando son más evolucionadas.
Células de igual función componen un tejido.
Varios tejidos de funciones complementarias forman un órgano.
Varios órganos de funciones complementarias forman un sistema o un aparato.
El funcionamiento sincronizado de los sistemas y aparatos que constituyen a un
organismo, componen a un individuo.
El tejido epitelial se encuentra recubriendo estructuras y tiene como funciones la
secreción, absorción y protección.
El tejido conectivo tiene como función mantener unidos a los diferentes órganos del
cuerpo. Entre los tejidos conectivos están la sangre, el tejido adiposo, el tejido óseo y el
cartilaginoso.
El tejido adiposo tiene como función reservar grasa.
El tejido cartilaginoso es elástico y fuerte; el tejido óseo es duro y tiene como
función el sostén del cuerpo.
El tejido sanguíneo es líquido y tiene funciones de transporte de nutrientes y
oxígeno y defensa contra infecciones.
El tejido muscular tiene como función el movimiento. Hay tres tipos: estriado, de
control consciente, liso de control inconsciente, y cardíaco, de control inconsciente.
El tejido nervioso tiene como función generar impulsos nerviosos,analizar los
estímulos del ambiente y decidir las respuestas respectivas.
Los meristemos son tejidos jóvenes que hacen crecer a la planta; pueden ser
primario o secundario (cámbium y felógeno).
El tejido fundamental compone a gran parte de la planta. Son el parénquima, el
colénquima y el esclerénquima.
El parénquima es un grupo de células vegetales que llevan a cabo la fotosíntesis y
reservan sustancias nutritivas. Sus tipos son clorofílico, aerénquima, de reserva y acuífero.
El colénquima es un tejido vegetal de sostén, compuesto por células vivas
engrosadas.
El esclerénquima es un tejido de sostén, compuesto por células muertas engrosadas.
La epidermis recubre a la planta y tiene como función permitir el intercambio
gaseoso a través de los estomas, y evitar la pérdida de agua por la cutícula.
El tejido vascular transporta sustancias en la planta. Son el xilema y el floema.
El xilema es un tejido vegetal que lleva agua y sales minerales de la raíz a las hojas.
El floema es un tejido vegetal que lleva alimento a todas partes del cuerpo.
Realiza las siguientes actividades en tu cuaderno
1. Analiza la relación entre la especialización de una célula y su grado de evolución.
2. ¿Por qué nosotros no estamos compuestos por una célula gigante?
3. Haz un esquema donde representes los niveles de organización del individuo.
4. Explica cómo funciona y cuántos tejidos hay en el sistema circulatorio, de acuerdo con
lo explicado en los niveles de organización.
5. Haz un cuadro comparativo entre los diferentes tipos de tejidos animales.
6. Haz un cuadro comparativo entre los diferentes tipos de tejidos vegetales.
7. ¿Qué diferencias observas entre los tejidos animales y vegetales?
OBJETIVO Nº 6
LOS TRABAJOS DE MENDEL Y SU APORTE A LA GENETICA
LOS INICIOS DE LA GENETICA
La palabra genética significa "ciencia que estudia la herencia y las variaciones", es decir,
todas las condiciones relacionadas con el material genético de nuestras células. ,
y
La genética es una ciencia relativamente nueva, se inicia el siglo XIX con los estudios de
un monje austríaco, Cregor Mendel (1822-1884), quien, intrigado por la forma en que se
transmitían las características de los padres a los hijos, realizó experimentos con plantas de
guisantes (Pisum sativum), aplicando por primera vez a una investigación de este tipo el
método científico.
Mendel escogió las plantas de guisantes por varias razones:
a) Son plantas de rápido crecimiento.
b) Se encuentra gran cantidad de variedades.
c) Tienen flores que pueden ser fácilmente polinizadas de forma artificial con el polen
seleccionado, y ser protegidas con una bolsita de los agentes polinizadores no deseados.
d) Las características a estudiar de la planta son discontinuas.es decir, se encuentran en
pares y no hay intermedios. Por ejemplo, el color de la semilla del guisante es amarillo o
verde, y no hay colores intermedios.
La preparación de las cepas (grupos de individuos con características definidas) le tomó
años de cruces selectivos, en los que se aseguró de tener plantas genéticamente puras, con
las características que deseaba estudiar: color y textura de la semilla, altura de la planta,
ubicación de las flores y color de la vaina. Una vez que estuvo seguro de que tenía las
plantas adecuadas, comenzó a cruzarlas selectivamente y a anotar ordenadamente,
buscando un patrón constante en la aparición de características.
Para llevar un registro correcto, desarrolló una simbología que se sgue usando hasta hoy: a
los padres los denominó progenitores o P. A csda generación de descendientes la llamó
generación filial, de T>rma que los hijos de los primeros progenitores son la generación
filial I o Fr mientras que los nietos de estos progenitores son la generación filial 2 o F2.A las
características que apandan más frecuentemente o en la primera generación filial, as
denominó carácter dominante, y a la que quedaba enmascarada la llamó carácter recesivo.
Las plantas con las que comenzó a trabajar eran genéticamente puras, por lo que se trataba
de plantas homocigotas, mientras que las plantas resultantes del cruce de dos plantas
homocigotas diferentes eran híbridos o heterocigotas.Ahora sabemos que a información del
individuo no coincide siempre con la forma como se ve, por lo que a su aspecto externo se
le denomina fenotipo, mientras que a su información genética se le llama genotipo.
Para 1856, cuando Mendel desarrollaba sus experimentos, la genética era una ciencia
inexistente, por lo tanto, no se conocían los cromosomas, mucho menos los genes.
Ignorante de su existencia, Mendel explicaba la constancia de la transmisión de los
caracteres que estudiaba denominando partículas a dichos caracteres. Sin embargo, sus
trabajos resultaron poco interesantes para la época y fueron relegados hasta después de su
muerte, y en 1900 Hugo de Vries, Karí Correas y Ene vori Tschermak,
independientemente, los redescubrieron y pusieron en vigencia.
CRUCES MONOHIBRIDOS
Los primeros trabajos de Mendel fueron con el color de la semilla de guisante. Observó que
existían dos colores claramente diferenciados: el amarillo y el verde.Tomó una cepa pura de
semillas amarillas y la cruzó con una cepa de semillas verdes. La generación filial I fue 4 de
4 semillas amarillas, mientras que si se cruzaban dos plantas procedentes de la F:
originaban 3 de 4 semillas de la F2 amarillas I de 4 semillas verdes.
Por lo tanto, dedujo que el color amarillo es el carácter dominante, mientras que el verde es
el recesivo,y que cuando se cruzan dos plantas homocigotas diferentes, la descendencia
sigue teniendo la característica recesiva, aunque no la muestre. Cuando dos plantas híbridas
se cruzan, esos caracteres recesivos que estaban ocultos aparecen.
Por todo lo anterior, propuso que las diferencias entre una misma característica, como
pueden ser colores diferentes de semillas, no se mezclan entre sí cuando pasan de
generación a generación.
CRUCES DIHIBRIDOS
Luego, quiso averiguar qué sucedería si se cruzaban dos o más características y utilizó para
esto dos cepas puras, una con semillas amarillas de textura lisa, y otra con semillas verdes
de textura rugosa.
El cruce entre las dos cepas anteriores produjo una F, con 100% de plantas con semillas
amarillas y lisas, y el cruce entre las plantas de la produjo una F2 donde 9 de 16 semillas
fueron amarillas lisas, 3 de 16 eran semillas amarillas rugosas, 3 de 16 eran semillas verdes
lisas y I de 16 era verde rugosa.
Lo primero que pudo observar fue que caracteres diferentes no se mezclaban, es decir, el
color de la semilla no tenía relación alguna con la textura. De forma que el color amarillo
era dominante sobre el verde, y la textura lisa lo era sobre la rugosa, y caracteres
dominantes podían ser heredados conjuntamente con los recesivos en una misma planta.
Recordemos que
Mendel trabajó con Pisum sativum.
Decidió experimentar con esas plantas porque son de rápido crecimiento, tienen
características bien definidas y pueden ser polinizadas artificialmente.
Se denomina generación filial a la descendencia de cada cruce.
Se denominan progenitores a los padres de cada cruce.
El carácter dominante siempre aparece en la primera generación.
El carácter recesivo aparece en la segunda generación.
Los individuos son homocigotos cuando contienen un solo tipo de carácter.
Los individuos son heterocigotos cuando presentan ambos tipos de caracteres.
La expresión física de la información genética del individuo es el fenotipo.
La información genética contenida por el individuo es el genotipo.
Un cruce monohíbrido es aquel donde se cruzan dos cepas puras para una característica.
La F resultante de un cruce monohíbrido es 4/4 de individuos fenotípicamente dominantes.
La F2 resultante del cruce de dos individuos de la anterior es 3A de individuos
fenotípicamente dominantes, y % de individuos fenotípicamente recesivos.
Cuando hay un cruce monohíbrido, las diferencias entre la característica con la que se
trabaja no se mezclan entre sí.
Un cruce dihíbrido es aquel donde se cruzan dos cepas puras para dos características.
La Fj resultante de un cruce dihíbrido es 4/4 de individuos fenotípicamente dominantes.
La F2 resultante del cruce de dos individuos de la anterior es 9/16 de individuos
fenotípicamente dominantes para ambas características, 3/16 de individuos fenotípicamente
dominantes para una característica y recesivos para la otra, 3/16 de individuos
fenotípicamente dominantes para la característica contraria a la anterior y recesivos para la
otra, y I /16 de individuos fenotípicamente recesivos para ambos caracteres.
Cuando hay un cruce dihíbrido, las diferencias entre las características con la que se trabaja
no se mezclan entre sí ni con la otra característica.
Realiza las siguientes actividades en tu cuaderno
Por que crees que los trabajos de Mendel fueron ignorados en su época?
¿Por qué trabajó con guisantes? Define:
Generación filial Progenitores
Carácter dominante Carácter recesivo
Homocigoto Heterocigoto
Fenotipo Genotipo
Monohíbrido Dihíbrido
Averigua el color de ojos y cabello de tus familiares más cercanos (abuelos, padres y
hermanos) y trata de explicarlos según los cruces estudiados.
OBJETIVO Nº 7
APLICACIÓN DE LAS LEYES DE MENDELL
CRUCES MENDELIANOS
La carga genética, es decir, el número de cromosomas que posee en cada célula un
individuo es aportado la mitad por su padre en el núcleo del espermatozoide, y la mitad por
su madre en el óvulo.
Por ejemplo, el ser humano tiene 46 cromosomas, de los cuales 23 (22 autosomas y uno
sexual) provienen del padre, y 23 (22 autosomas y uno sexual) provienen de la madre. Cada
cromosoma aportado por el progenitor es igual en forma, tamaño y tipo de información a
uno del otro padre, por lo tanto, una característica determinada estará representada por
partida doble en los cromosomas correspondientes. Cuando la información para una
característica, como puede ser el color de los ojos, es igual en ambos genes, el individuo es
homocigoto, ya sea dominante (en el caso de que el color sea castaño) o recesivo (si el
color es azul). Si la información de los genes de una característica es opuesta, como el color
azul y castaño de los ojos, los genes son alelos, y se expresará el más fuerte (dominante).
Esta representación doble de cada característica contenida en los cromosomas también se
usa en los cruces mendelianos, puesto que la simbología contempla el uso de dos letras para
la designación del genotipo de un individuo. Igualmente, las características dominantes
siempre serán denotadas con una letra mayúscula, de la cual la minúscula será el alelo
recesivo.
PRIMERA LEY DE MENDELL
La primera ley propuesta por Mendel fue la Ley de la Segregación de los Caracteres, cuyo
enunciado es:
"Los factores de un par de caracteres se segregan".
i En guisantes el color amarillo de las semillas es dominante sobre el color verde. ¿Qué
color tendrá la F ¡ de un cruce entre una planta de guisante pura para amarillo y otra pura
para verde? Señale la relación fenotípica de la F2.
Simbología: Nos indica que el color amarillo es el dominante, por lo tanto, usaremos la
letra A para denotar el carácter amarillo y a para el verde.
Cruce: Primero escribimos el genotipo de los padres, recordando que cada uno tiene un par
de genes y que, según nos indican en el problema, cada padre es homocigoto para el color
correspondiente.
Y cada padre produce dos gametos, que son dos células con la mitad de la carga genética
del individuo.
Cada gameto producido tiene iguales probabilidades de unirse a cualquiera de los dos
garn^tos de la otra planta, por lo tanto:
De forma que la generación filial I será:
Proporción fenotípica F,:asemillas amarillas
Proporción genotípica F :4/4Aa heterocigoto
Ahora haremos el cruce tal como debes realizarlo tú:
P1 AA X aa
Escribimos los gametos que produce cada planta, uno debajo del otro, como un polinomio,
y realizamos la multiplicación del mismo, aplicando la propiedad distributiva, y escribimos
los resultados de cada término debajo del otro.
P1 ½ A : ½ A
½ a : ½
a
Proporción fenotípica F,: asemillas
amarillas
Proporción genotípica F,: aIa Aa heterocigotos
Para calcular el fenotipo de la generación filial 2, llevamos a cabo el cruce de dos
individuos de la Fp de igual forma que el cruce anterior.
¼ Aa : ¼
Aa
¼ Aa : ¼
Aa
AA
Escribimos los gametos que produce cada planta, uno debajo del
otro, como un polinomio, y realizamos la multiplicación del mismo, aplicando la propiedad
distributiva, y escribimos los resultados de cada término debajo del otro.
'/iA
ha
74 Aa 74 Aa
Proporción fenotípica F,: asemillas amarillas
Proporción genotípica F,: aIa Aa heterocigotos
Para calcular el fenotipo de la generación filial 2, llevamos a cabo el cruce de dos individuos
de la Fp de igual forma que el cruce anterior.
aa
72 A
Via
74 Aa
74 Aa
