biologia tema 1

LA UNIDAD BÁSICA DE LA VIDA: LA CÉLULA

Niveles de organización de la materia: atómico:


Niveles de organización de la materia: molecular:


Niveles de organización de la materia: macromolecular:


Niveles de organización de la materia: orgánulo:


Niveles de organización de la materia: celular:


Niveles de organización de la materia: tejido:


Niveles de organización de la materia: órganos:


Niveles de organización de la materia: aparatos y sistemas:


Niveles de organización de la materia: Individuo:


La teoría celular (Schleiden y Schwann y Virchow).1. Unidad morfológica y vital.2. Unidad fisiológica.3. Unidad genética.

Distinguimos dos organizaciones celulares:1. Procariotas: propia de bacterias. No presentan núcleo

2. Eucariotas: propia de organismos superiores. Presentan núcleo.

Estructura y función celular: La célula:


Distinguimos tres partes bien diferenciadas:

3. El material genético.2. Citoplasma: presenta el citosol y los orgánulos.

1. Membrana plasmática.

Estructura y función celular: La célula:


Es el modelo de organización celular que apareció evolutivamente en primer lugar siendo principalmente unicelulares libres y en algunos casos coloniales.

Organización procariota: Propia del reino moneras:


1. Material genético: posee una molécula de ADN circular libre en el citoplasma sin envuelta nuclear y denominándose nucleoide.



2. Citoplasma: carece de orgánulos pero presenta ribosomas (para la síntesis proteica) y gránulos de reserva de grasas, azúcares u otras sustancias.



3. Membrana celular: posee unas invaginaciones (repliegues) llamados mesosomas con gran cantidad de enzimas relacionadas con el metabolismo energético y también participan en la división celular.



4. Pared celular: envuelta externa a la membrana que le da forma y resistencia ante cambios osmóticos.



5. Cápsula: algunas bacterias (sobre todo las virulentas) presentan una envuelta externa a la pared celular formada por polisacáridos (azúcares) que les permite agregarse y formar colonias.



6. Flagelos: estructuras que les permite desplazarse por el medio.Organización procariota: Propia del reino moneras:


6. Fimbrias: estructuras que les permite adherirse a huéspedes o les permite intercambiar material genético (plásmidos).



Propia del resto de reinos incluye a organismos muy diferentes tanto en tamaño como complejidad.

Organización Eucariota:


1. Membrana celular: prácticamente igual que la de procariotas.



2. Material genético: varias moléculas lineales de ADN contenidas en el interior del núcleo celular, el cual, posee una membrana doble (membrana nuclear) con una serie de poros que permiten el intercambio de sustancias entre el núcleo y el citoplasma.



3. Citoplasma: presenta sustancias disueltas, ribosomas y gran cantidad de orgánulos los cuales desempeñan funciones específicas de la célula.



3. Citoplasma: posee también el citoesqueleto, un conjunto de filamentos proteicos que mueven los orgánulos, vesículas, dan forma a la célula o participan en la división celular.



Dentro de esta organización distinguimos entre células animales y vegetales.Poseen muchos orgánulos en común y otros son propios de cada tipo celular.



Estructura y función de los orgánulos celulares: La membrana plasmática: Envoltura fluida formada por dos capas lipídicas con proteínas que aisla a la célula del exterior y le permite poseer una composición diferente a la del medio externo.


Estructura y función de los orgánulos celulares: La membrana plasmática: •Barrera selectiva para el transporte de sustancias.


Estructura y función de los orgánulos celulares: La membrana plasmática: •Cuando las células se asocian en tejidos, se genera una capa externa a la membrana llamada matriz extracelular la cual ocupa los espacios entre ellas.


Estructura y función de los orgánulos celulares: La pared celular: •Es la matriz extracelular propia de células vegetales. Formada por fibras de celulosa y en algunos casos lignina, suberina…Confiere resistencia mecánica a la célula y protección ante cambios osmóticos.


Estructura y función celular: El citoplasma:

•Citosol: medio en estado “sol” compuesto por multitud de componentes:•Agua en un 50%. •Metabolitos orgánicos de las rutas metabólicas que tienen lugar en él.•Ácidos nucleicos.•Iones inorgánicos.•Compuestos de energía: ATP, GTP....

Medio interno celular; presenta el citosol y los orgánulos.


• Citoesqueleto: no es un orgánulo en sí, es un componente de la matriz citoplasmática. Formado por un conjunto de filamentos proteicos con diversas funciones:1. Mantienen la estructura celular.2. Permiten el movimiento de orgánulos y vesículas.3. Permiten el movimiento ameboide, ciliar y flagelar de la célula.4. Responsable de la contracción muscular, formación del anillo

estrangulador en citocinesis...

Estructura y función celular: El citoplasma:


•Centrosoma y centriolos: orgánulo exclusivo de células animales no rodeado de membrana encargado de la organización del citoesqueleto, la formación del huso acromático durante la mitosis y en la génesis de cilios y flagelos. El centrosoma está formado por dos centriolos situados centralmente.

Estructura y función celular: Orgánulos:


•Ribosomas: partículas formadas por ARN y proteínas formadas por dos subunidades, una mayor y otra menor. Son los encargados de producir proteínas. Pueden a parecer de forma libre en el citoplasma o asociados al RER.



Retículo endoplasmático rugoso (RER): red de vesículas aplanadas dispuestas en paralelo y que aparecen como una prolongación de la envoltura nuclear. Adosados a la cara externa de sus membranas aparecen los ribosomas en cargados de realizar la síntesis de proteínas.



• Retículo endoplasmático rugoso (RER): en el retículo endoplasmático rugoso se forman las proteínas que formarán parte de cualquier membrana o proteínas que se expulsan al exterior celular.



•Retículo endoplasmático liso (REL): red irregular de túbulos y vesículas sin ribosomas asociados . Se encarga de la síntesis de lípidos y la eliminación de toxinas.

Estructura y función celular: El citoplasma: orgánulos:


•Aparato de Golgi: conjunto de cisternas aplanadas las cuales tiene lugar la modificación,almacenamiento y reparto de las proteínas sintetizadas en el RER. Se encuentra localizado entre el RER y la membrana plasmática, de modo que recibe vesículas con proteínas desde el RER y las transporta hacia la membrana pasando por diferentes cisternas en cada una de las cuales se realiza una modificación diferente.



•Lisosomas: orgánulos esféricos procedentes del Golgi en cuyo interior aparecen enzimas hidrolíticas encargadas de la digestión celular. Digieren moléculas y orgánulos no funcionales del interior celular o compuestos externos introducidos por fagocitosis.



•Vacuolas: orgánulos presentes sobre todo en células vegetales. Son de gran tamaño ocupando gran parte del volumen celular. Son almacén de sustancias, reservas, toxinas celulares… en plantas ejercen una presión de turgencia para mantener la forma celular y la de la planta entera.



•Mitocondrias: orgánulos presentes en todas las células eucariotas. Poseen dos membranas; una exterior lisa y otra interna con repliegues llamados crestas mitocondriales. El interior se denomina matriz mitocondrial la cual posee ribosomas (iguales a las de bacterias) y moléculas de ADN circular. En estos orgánulos tiene lugar la respiración celular por la cual se obtiene la energía para realizar las funciones vitales.



•Cloroplastos: orgánulos característicos de células vegetales pues en ellos tiene lugar la fotosíntesis. Poseen una doble membrana (interna y externa) y un medio interno llamado estroma con moléculas diversas de la fotosíntesis, ribosomas (como los de procariotas) y ADN circular.

En el estroma aparecen una serie vesículas llamados tilacoides que suelen aparecer apilados formando granas. En los tilacoides se encuentran los pigmentos fotosintéticos (clorofilas y carotenos).



Teoría de la bióloga Lynn Margulis por la cual se piensa que mitocondrias y cloroplastos eran bacterias que fueron engullidas por un eucariota ancestral y posteriormente se estableció una relación de simbiosis entre ellos.

Estructura y función celular: La teoría endosimbionte:


Orgánulo esférico situado en posición central en la célula en cuyo interior se encuentra el material genético (ADN) asociado a proteínas (Histonas) dando la cromatina.

Estructura y función celular: El núcleo:


Estructura y función celular: El núcleo:•Membrana nuclear: doble envoltura perforada por poros nucleares. Es la membrana que caracteriza a células eucarióticas.

•Cromatina: asociación del ADN con proteínas histónicas. Durante la división celular el material genético se condensa dando lugar a los cromosomas.

•Nucleolo: cuerpo granuloso y central donde tiene lugar la síntesis de ribosomas.


El ADN del núcleo posee toda la información para el funcionamiento de la célula y todas las características que se transmiten a la descendencia.

Estructura y función celular: El núcleo:


Todas las células realizan las tres funciones básicas de los seres vivos:Nutrición, relación y reproducción.

Las células consiguen mantener su orden estructural interno a base de un continuo intercambio de materia, energía e información con el medio externo. La función de nutrición se encarga del intercambio de materia y energía con el exterior. La función de relación se encarga del intercambio de información con el medio externo.

La función de reproducción le permite replicar su material genético y dejar descendencia.

Las funciones básicas de los seres vivos:


La membrana celular es la encargada del intercambio de materia con el exterior. En función del tamaño y su carga eléctrica pasan por diferentes mecanismos.

La nutrición celular: incorporación de materia:


Ósmosis: Transporte para el agua la cual va desde donde hay menos sales a donde hay más sales pues la membrana es semipermeable.



Endocitosis: las moléculas muy grandes, pequeñas partículas o incluso células enteras se introducen a través de una vesícula que se forma por invaginación de la membrana.


Pinocitosis: para sustancias líquidas


Endocitosis: las moléculas muy grandes, pequeñas partículas o incluso células enteras se introducen a través de una vesícula que se forma por invaginación de la membrana.


Fagocitosis: para sustancias sólidas o células enteras.


En función de la fuente de energía que intercambien, los seres vivos pueden ser:1. Fototrofos: usan la energía del sol (energía electromagnética visible).

2. Quimiotrofos: usan la energía almacenada en moléculas químicas y que se pone de manifiesto en las reacciones químicas.

La nutrición celular: obtención de energía:


En función de la fuente de carbono que los seres vivos utilizan para formar sus propias moléculas, éstos pueden ser:1. Autótrofos: usan CO2.

2. Heterótrofos: usan el carbono procedente de moléculas orgánicas.

La nutrición celular: obtención de energía:


Es el conjunto de todas las reacciones químicas que mantienen una célula con vida y le permite realizar sus 3 funciones vitales.

Las reacciones químicas no son aisladas sino que se acoplan de modo que el producto de una reacción es el sustrato de la siguiente dando lugar a rutas metabólicas.

La nutrición celular: metabolismo:


En todas las reacciones bioquímicas de las células aparece una enzima; proteína que cataliza la reacción para acelerar su velocidad. Las enzimas son por tanto catalizadores biológicos.



En el metabolismo pueden distinguirse dos tipos de reacciones bien diferenciadas que originan una subdivisión del metabolismo.

1. Catabolismo. Metabolismo destructivo.

2. Anabolismo. Metabolismo constructivo.



1. Catabolismo: transforman moléculas complejas en moléculas sencillas generando energía en forma de ATP (reacciones exoergónicas).


La respiración celular es un ejemplo típico de proceso catabólico.


2. Anabolismo: transforman moléculas sencillas en moléculas complejas, de modo que precisan energía en forma de ATP (reacciones endoérgónicas).


La fotosíntesis, la formación de proteínas o de ADN son ejemplos de procesos anabólicos.


Las moléculas que deben ser eliminadas son expulsadas hacia el exterior celular a través de los mismos procesos que los de entrada o por exocitosis.

La nutrición celular: expulsión de desechos:


La función de relación se encarga del intercambio de información con el medio externo. La sensibilidad es la capacidad de las células a responderante los estímulos externos o internos.

Los estímulos son agentes físicos o químicos que provocan cambios en las células; cambios de presión, de temperatura, de luminosidad, presencias de sustancias químicas…

Las respuestas son muy diversas: 1. Cambio metabólico: se modifica alguna ruta metabólica.2. Tropismos: crecimiento permanente de una parte del cuerpo.3. Tactismo: desplazamientos.4.Nastias: respuestas no permanentes.

La función de relación en las células:

Recepción del estímulo

Integración Respuesta


La función de reproducción permite generar nuevos individuos garantizando la perpetuación de las especies.

La reproducción celular es el método de reproducción en organismos unicelulares y el proceso en el que se basa el crecimiento o la reparación de tejidos y órganos en organismos superiores.

La función de reproducción en las células:


El ciclo celular:

1.Interfase: fase del ciclo celular en la cual la célula no se divide y expresa el material genético que necesita para realizar sus funciones. Por esta razón, en el núcleo se observa la cromatina.Durante la interfase tiene lugar la duplicación del ADN. Cada una de las copias llegará a cada una de las células hijas (fase S del ciclo celular).

Es la secuencia de acontecimientos que ocurren desde que se forma una célula hasta que se divide y da lugar a nuevas células. Posee 2 etapas:

2. Fase M: fase del ciclo celular en la cual la célula se divide por mitosis y da lugar a dos células hijas.


El núcleo en Interfase: la cromatina1. Interfase: fase del ciclo celular en la cual la célula no se divide y

expresa el material genético que necesita para realizar sus funciones. En esta fase el núcleo tiene el siguiente aspecto:


El núcleo en Interfase: la cromatina


Durante la fase M del ciclo celular, el núcleo cambia completamente de aspecto: la membrana nuclear desaparece y la cromatina se condensa formando unos bastoncillos: los cromosomas.

El núcleo en división. Los cromosomas:

Al estar el ADN condensado, podrá repartirse mejor durante la mitosis y evitar posibles roturas y que pueda enredarse.

http://www.youtube.com/watch?v=X6bdNCuK-zw&feature=related


La división celular: Existen dos mecanismos:

1. Mitosis: una célula madre da lugar a dos células hijas clónicas. Aparece en células somáticas (las que forman el cuerpo del ser vivo)2. Meiosis: una célula madre da lugar a cuatro células hijas haploides.

Tiene lugar para generar células sexuales (gametos).


La división celular: Mitosis: ocurre después de la fase S y la fase G2. Supone primero la división del núcleo (cariocinesis) + división del citoplasma (citocinesis).Aunque es un proceso continuo se divide didácticamente en 4 fases:1. Profase

2. Metafase3. Anafase

4. Telofase Citocinesis


La división celular: mitosis:0. Interfase: en ella se duplicaba el material genético.


La división celular: mitosis:1. Profase: primera etapa de la mitosis.

•Se polimerizan los microtúbulos del huso los cuales se unen al centrómeros de los cromosomas.

•La envoltura nuclear se fragmenta.

•El material genético comienza a condensarse.•Los centriolos ya duplicados se dirigen a los polos de la célula y forman el huso acromático el cual regula el reparto de cromosomas.


La división celular: mitosis:2. Metafase:

•Los cromosomas se sitúan en el mismo plano en el centro de la célula formando la placa metafásica.


La división celular: mitosis:3. Anafase:•Los microtúbulos del huso se acortan y las cromátidas hermanas se separan hacia extremos opuestos de la célula madre repartiéndose equitativamente el material genético.


Mecanismos de división celular: mitosis o cariocinesis:4. Telofase:•En cada polo de la célula se genera una envoltura nuclear alrededor del material genético el cual comienza a descondensarse.•El fin de la Telofase supone la aparición en cada núcleo del nucleolo.•En cada núcleo aparece un centrosoma.


La división celular: citocinesis:Proceso por el cual se divide el citoplasma repartiéndose los orgánulos. En células animales se debe a la aparición de un anillo contráctil de actina y miosina que estrangula a la célula por donde se generó la placa metafásica.


La división celular: citocinesis:Proceso por el cual se divide el citoplasma repartiéndose los orgánulos. En células vegetales se produce un tabique de materia igual a la de la pared celular. Dicho material procede del Golgi.


La división celular: animaciones de la mitosis:

http://www.youtube.com/watch?v=5uPC-HMFNMo&feature=related

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/4ESO/genetica1/actividad4b.htm


El ciclo de la reproducción sexual: meiosis:División celular por la cual una célula diploide da lugar a cuatro células haploides, de modo que acontecen dos divisiones consecutivas con una única duplicación del material genético.


El ciclo de la reproducción sexual: meiosis:1. Profase I:•Las hebras de ADN duplicadas y homólogas se asocian entre sí por afinidad y se condensan dando cromosomas dobles.•En esta fase tiene lugar un hecho de gran importancia: el entrecruzamiento; en la cual los cromosomas homólogos intercambian fragmentos de cromátidas.•La membrana nuclear se desorganiza y se forma el huso.

http://www.youtube.com/watch?v=7tehSGGlQ3Y

http://www.youtube.com/watch?v=3xtD8uUZBhM&feature=related


El ciclo de la reproducción sexual: meiosis:2. Metafase I:•La membrana nuclear ha desaparecido y las parejas de cromosomas homólogos se sitúan en el centro de la célula formando la placa metafásica.


El ciclo de la reproducción sexual: meiosis:3. Anafase I:•Cada cromosoma homólogo doble se dirige a un polo de la célula. Las cromátidas que sufrieron el entrecruzamiento se llevan el fragmento de la cromátida homóloga consigo.


El ciclo de la reproducción sexual: meiosis:4. Telofase I:•En cada polo se genera un nuevo núcleo, los cromosomas se desempaquetan parcialmente.•Cada núcleo de la célula posee un único cromosoma de cada pareja de homólogos pero está duplicado; son células 2(n). (No confundir con 2n)


El ciclo de la reproducción sexual: meiosis:Citocinesis I:•Se produce una primera división del citoplasma y una interfase muy corta en la que no hay duplicación de ADN (¡¡¡no hay fase S!!!)

Observa esta animación de la primera división de la meiosis.


El ciclo de la reproducción sexual: meiosis:Segunda división:•Es una división muy parecida a la mitosis en la que se separan las cromátidas hermanas de cada cromosoma. Al final resultan 4 células haploides con cromosomas de una sola cromátida.

Observa esta animación de la meiosis completa


El ciclo de la reproducción sexual: meiosis:

http://www.youtube.com/watch?v=D1_-mQS_FZ0&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=uh7c8YbYGqo&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=MqaJqLL49a0&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=XdDh0ronLNI&feature=related

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/4ESO/genetica1/actividad5b.htm


El ciclo de la reproducción sexual: comparación mitosis y meiosis:

http://www.youtube.com/watch?v=Kr6I0sqqsS4&feature=related

•Esta animación te compara la división mitótica y la meiótica destacando las principales diferencias entre ellas.

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