COM SOC AUT INV PEN
NDC
estructura celular
TAR
TDC
A2.2
ojb
Hay una diferencia entre el medio ambiente vivo y el medio ambiente inerte. ¿Cómo podemos reconocer la diferencia entre ambos?
¿Qué tienen estos organismos en común?
Estructura celular
homeostasis
Características de los seres vivos
respuesta a cambios
reproducción
crecimiento y desarrollo
intercambio de materia y energía
metabolismo
adaptación al cambio
Todos los seres vivos llevan a cabo estas funciones
Vamos a comprobarlo estudiando el comportamiento del protozoo Pramecium sp. Paramecium es un género de organismos unicelulares eucariotas (protozoos) que vive en aguas dulces. Es bastante común encontrarlo en charcos o ríos. Veremos que el Paramecium lleva a cabo todas las funciones vitales (excepto la adaptación al cambio, para la que necesitaríamos un estudio a largo plazo).
Paramecium caudatum
Estructura celular
homeostasis
respuesta a cambios
reproducción
crecimiento y desarrollo
intercambio de materia y energía
metabolismo
adaptación al cambio
Estructura celular
homeostasis
respuesta a cambios
reproducción
crecimiento y desarrollo
intercambio de materia y energía
metabolismo
adaptación al cambio
TAREA
Seleccionar un organismo unicelular fotosintético y preparar una presentación (5' máximo) mostrando cómo cumple con las funciones vitales. Envío a través de Classroom.
Actividad de: INVESTIGACIÓN, Y COMUNICACIÓN
La célula es la unidad básica de la vida
Todos los seres vivos están hechos de células
Teoría celular
Toda célula proviene de otra preexistente
¿Qué entendemos por "teoría"?
¿Está la teoría celular basada en evidencias?
No se han encontrado componentes subcelulares que lleven a cabo todas las funciones vitales por sí mismos.
La célula es la unidad básica de la vida
Todas las observaciones de seres vivos desde la invención del microscopio han demostrado que estos seres están compuestos de células.
Todos los seres vivos están hechos de células
Toda célula proviene de otra preexistente
Se ha observado la generación de células a partir de otras, pero nunca mediante generación espontánea.
¿Qué tienen en común todas las evidencias?
Teorías, modelos y paradigmas
Lectura recomendada
Discrepancias con la teoría celular
Aunque la mayoría de los organismos cumplen con los postulados de la teoría celular, hay algunos que de primeras presentan desafíos.
Un ejemplo es el músculo estriado esquelético. Las células que forman este tejido son "enormes" y contienen muchos núcleos. Una célula sólo debería contener un núcleo (un único centro de coordinación genética). ¿Qué ha pasado aquí? Este es un caso de adaptación "extrema". Para mejorar la coordinación, las células que una vez formaron el tejido se han fusionado (sincitio), manteniendo los núcleos independientes.
Músculo estriado esquelético
Discrepancias con la teoría celular
Aunque la mayoría de los organismos cumplen con los postulados de la teoría celular, hay algunos que de primeras presentan desafíos.
Otro ejemplo son las hifas aspetadas de hongos. En un hongo, la parte "visible" es temporal y de menor extensión que la "invisible". Esta parte "invisible", subterránea, forma hilos llamados hifas.
Hifas
Discrepancias con la teoría celular
Aunque la mayoría de los organismos cumplen con los postulados de la teoría celular, hay algunos que de primeras presentan desafíos.
Otro ejemplo son las hifas aspetadas de hongos. En un hongo, la parte "visible" es temporal y de menor extensión que la "invisible". Esta parte "invisible", subterránea, forma hilos llamados hifas. Algunas hifas están formadas por células bien diferenciadas y separadas por septos, mientras que en otras los septos han desaparecido, dando como resultado organismos "acelulares".
Hifas
La vida es una propiedad emergente
Las propiedades emergentes son aquellas que aparecen en un conjunto de elementos, pero que no son propias de ninguno de los elementos individuales. El total es más que la suma de las partes.
Los organismos multicelulares son capaces de hacer muchísimas más funciones y mucho más complejas que los componentes que los forman (células).
organismo
Según la perspectiva, una colonia funciona como un organismo, permite funciones que los individuos aislados no pueden formar.
colonia
Ejemplos
El caso más llamativo que nos concierne a los humanos. Ni las células ni las configuraciones cerebrales más primitivas permiten la aparición de la conciencia.
conciencia
Diferenciación celular
Una de las ventajas de los organismos multicelulares es la especialización celular. A pesar del mismo origen y la misma información genética, existen distintos tipos de células, especializadas en una función. Esto se consigue gracias a la expresión de distintos genes en distintas células. La especialización funcional conlleva también una morfología característica. En el ejemplo se ve que, de acuerdo a la función, las distintas células que forman el páncreas tienen una u otra forma.
Estructura del páncreas
Niveles de organización y especialización
Célula
Tejido
Órgano
Sistema
Microscopía
Una de las herramientas fundamentales para el estudio de la célula y sus componentes es el microscopio. Los avances han permitido tener cada vez mejor resolución y poder de aumento, con lo que se ven estructuras más nítidas y pequeñas. Existen numerosas técnicas que se emplean junto con el microscopio para observar una gran diversidad de formas.
microscopio óptico
Microscopía óptica
Con el microscopio óptico se ven tejidos vivos a poco aumento. Las muestras deben ser teñidas para poder distinguirse en la imagen. Emplea un haz de luz que atraviesa la muestra, y una serie de lentes que la amplían. Finalmente la imagen llega a nuestros ojos o a un dispositivo de registro visual. Según el tejido a observar, se empleará una tinción u otra.
microscopio óptico
Microscopía electrónica
El microscopio electrónico emplea haces de electrones, que son manipulados con condensadores y deectados con una pantalla de marcaje. No se pueden observar células vivas ya que en el proceso de preparación se debe recubrir la muestra con una capa de oro. Hay dos tipos: el m.e. de barrido "escanea" la superficie de la muestra y da una imagen tridimensional; el m.e. de transferencia atraviesa la muestra y permite ver su interior. Las imágenes se colorean artificialmente mediante programas de ordenador.
microscopio electrónico
Criofractura
Una muestra se congela rápidamente, se rompe de forma controlada y precisa, se cubre la superficie con un metal y se escanea con microscopio electrónico. Así se permite ver la estructura interna de componentes subcelulares. Esta técnica fue clave para determinar el modelo de membrana celular.
criofractura
Fluorescencia
Si se emplean isótopos radioactivos o fluorescentes, se puede emplear la técnica de la fluorescencia para obtener imágenes. Esto permite, entre otros, hacer un seguimiento de las rutas y procesos por los que pasan los elementos. La inmunofluorescencia es el fundamento de los test de embarazo y COVID.
fluorescencia
ESTRUCTURA PROCARIOTA Y EUCARIOTA
- ADN
- Citoplasma
- Membrana
- Ribosomas 70S
- Pared celular
- Cápsula
Coloca las estructuras en su lugar correspondiente
- Nucleolo
- Membrana nuclear
- Poro nuclear
- Cromatina (ADN)
- Retículo endoplasmático rugoso
- Retículo endoplasmático liso
- Aparato de Golgi
Coloca las estructuras en su lugar correspondiente
- Mitocondria
- Lisosoma
- Ribosoma 80S
- Vesícula de secreción
- Citoesqueleto
- Centrosoma
- Membrana plasmática
Coloca las estructuras en su lugar correspondiente
COMPARA Y CONTRASTA
ELABORA UN "COMPARA Y CONTRASTA" ENTRE CÉLULAS ANIMALES, VEGETALES Y FÚNGICAS
Actividad de: INVESTIGACIÓN, Y PENSAMIENTO CRÍTICO
IDENTIFICA LOS COMPONENTES
NÚCLEO
RER
REL
CENTRIOLO
Pulsa en las imágenes para ampliarlas. Pulsa sobre el cuadro blanco para revelar la respuesta. Pro tip: puedes usar una búsqueda de imágenes para ayudarte
MITOCONDRIA
AP. GOLGI
CLOROPLASTO
Endosimbiosis
El origen de las células eucariotas, con sus características diferenciadoras (núcleo y orgánulos) se explica mediante la teoría endosimbiótica. Según ella, la primera célula eucariota deriva de una familia de arqueas llamadas Asgard. Al fagocitar una alfa-proteobacteria, en lugar de digerirla se estableció una relación simbiótica en la que la arquea le proveía de protección y nutrientes y la proteobacteria llevaba a cabo respiración celular. Se cree que el núcleo surgió como una estrategia para proteger el ADN arquea de las transferencias génicas con la proteobacteria.
diagrama de la endosimbiosis
Endosimbiosis
Evidencias:
- Tanto mitocondrias como cloroplastos tienen una doble membrana, con composiciones distintas.
- Ambos tienen su propio material genético (ADN) circular y desnudo (como los procariotas).
- Expresan varios de sus genes de forma independiente al resto de la célula.
- Sus ribosomas son 70S.
- Sufren procesos de mitosis independientes del resto de la célula.
diagrama de la endosimbiosis
Multicelularidad
A pesar de que las evidencias apuntan a un origen único de las células eucariotas, la multicelularidad ha surgido en varias ocasiones en la historia de la vida, y siempre ha sido seleccionada favorablemente por selección natural. La multicelularidad confiere muchas ventajas, como una mayor esperanza de vida del organismo a expensas del recambio celular, un tamaño mayor, la especialización en funciones más complejas... No obstante, la mayoría de los organismos de la Tierra son unicelulares, lo que muestra que en muchos entornos la unicelularidad conlleva una serie de ventajas, especialmente en cuanto a adaptabilidad.
evolución de lamulticelularidad
Multicelularidad
Un posible estado intermedio son los biofilm. Éstos son colonias de organismos unicelulares, principalmente bacterias, que se mantienen unidas por una sustancia polimérica extracelular (normalmente glúcidos complejos).Además, muestran ciertas propiedades emergentes al alcanzar un número determinado (quorum), tales como cierto grado de especialización celular o interacción de la colonia en su totalidad (y no de las células individuales) ante cambios en el medio.
biofilms
El corcho está hecho de células
Los embriones están hechos de células
Razonamiento inductivo
El tronco está hecho de células
Todo descubrimiento en Ciencias comienza con una observación. Observaciones sistemáticas pueden revelar patrones. Y si estos patrones se repiten con frecuencia podemos, mediante el razonamiento inductivo (de lo concreto a lo general), generalizar una teoría. El caso de la teoría celular es un claro ejemplo de teoría que ha surgido mediante razonamiento inductivo. Observaciones sistemáticas de la composición de los seres vivos revelan que todos están hechos de células.
El cartílago de las ranas está hecho de células
- ¿Qué limitaciones conllevan las teorías que surgen por razonamiento inductivo?
- ¿Hasta qué punto podemos aceptar como verdadera una teoría que surge mediante el razonamiento inductivo?
Composición de nucleótidos en ADN
Pregunta de datos
Observa la tabla y responde a las preguntas
- Compara la composición de bases en Mycobacterium (un procariota) con la de los eucariotas.
- Calcula la proporción A+G / T+C en humanos y en Mycobacterium. Muestra tus cálculos.
- Evalúa la afirmación de que en el ADN en eucariotas y procariotas, la cantidad de adenina+timina y la de guanina+citosina es igual.
- Explica las proporciones de cantidades de bases en procariotas y eucariotas haciendo referencia a la estructura del ADN.
- Sugiere razones para las diferencias en composición de bases entre el bacteriófago T2 y el virus de la Polio.
Estructura de un nucleótido
Debes ser capaz de esbozar un esquema de un nucleótido genérico, e indicar sus componentes. No es necesario representar todos los átomos. Por convención se emplean:
- Pentágonos para el azúcar
- Círculos para el grupo fosfato
- Rectángulos para la base nitrogenada
Naturaleza de la Ciencia
El uso adecuado de la terminología es importante. En ciencias se utilizan términos como "teoría", "ley", "hipótesis" o "modelo", que en contextos diferentes significan cosas distintas. Explorad los siguientes artículos (en inglés): https://www.livescience.com/21491-what-is-a-scientific-theory-definition-of-theory.html https://www.amnh.org/exhibitions/darwin/evolution-today/what-is-a-theory https://www.scientificamerican.com/article/just-a-theory-7-misused-science-words/ Exponed las diferencias entre el uso de la palabra "teoría" en ciencia y en contextos no científicos.¿Qué características debe tener una teoría científica?
El uso de metáforas para acceder al conocimiento
Un problema que tiene la comprensión del conocimiento científico es su elevado nivel de abstracción y complejidad. Sin embargo el empleo de metáforas y alegorías permite un acceso más universal al conocimiento.
- ¿De qué manera permite un mejor acceso al conocimiento el empleo de metáforas en ciencias?
- ¿Qué limitaciones a la calidad del conocimiento pueden suponer las simplificaciones asociadas a las metáforas?
Avances tecnológicos
Naturaleza de la ciencia
Los avances tecnológicos abren nuevas vías de experimentación. Desde casos tan "básicos" como el descrubrimiento y refinamiento del microscopio óptico hasta el marcaje por inmunofluorescencia, la tecnología se pone al servicio de la investigación científica para abrir nuevos campos o escalas y permite realizar observaciones y obtener evidencias imposibles de otra forma.
- ¿Cómo se emplearon radioisótopos en el experimento de Hersey y Chase?
- ¿Podemos "medir" el conocimiento que desconocemos por falta de una tecnología adecuada?
DP-BIO2-A2.2 Estructura celular
Javier Otegui
Created on September 24, 2023
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COM SOC AUT INV PEN
NDC
estructura celular
TAR
TDC
A2.2
ojb
Hay una diferencia entre el medio ambiente vivo y el medio ambiente inerte. ¿Cómo podemos reconocer la diferencia entre ambos?
¿Qué tienen estos organismos en común?
Estructura celular
homeostasis
Características de los seres vivos
respuesta a cambios
reproducción
crecimiento y desarrollo
intercambio de materia y energía
metabolismo
adaptación al cambio
Todos los seres vivos llevan a cabo estas funciones
Vamos a comprobarlo estudiando el comportamiento del protozoo Pramecium sp. Paramecium es un género de organismos unicelulares eucariotas (protozoos) que vive en aguas dulces. Es bastante común encontrarlo en charcos o ríos. Veremos que el Paramecium lleva a cabo todas las funciones vitales (excepto la adaptación al cambio, para la que necesitaríamos un estudio a largo plazo).
Paramecium caudatum
Estructura celular
homeostasis
respuesta a cambios
reproducción
crecimiento y desarrollo
intercambio de materia y energía
metabolismo
adaptación al cambio
Estructura celular
homeostasis
respuesta a cambios
reproducción
crecimiento y desarrollo
intercambio de materia y energía
metabolismo
adaptación al cambio
TAREA
Seleccionar un organismo unicelular fotosintético y preparar una presentación (5' máximo) mostrando cómo cumple con las funciones vitales. Envío a través de Classroom.
Actividad de: INVESTIGACIÓN, Y COMUNICACIÓN
La célula es la unidad básica de la vida
Todos los seres vivos están hechos de células
Teoría celular
Toda célula proviene de otra preexistente
¿Qué entendemos por "teoría"?
¿Está la teoría celular basada en evidencias?
No se han encontrado componentes subcelulares que lleven a cabo todas las funciones vitales por sí mismos.
La célula es la unidad básica de la vida
Todas las observaciones de seres vivos desde la invención del microscopio han demostrado que estos seres están compuestos de células.
Todos los seres vivos están hechos de células
Toda célula proviene de otra preexistente
Se ha observado la generación de células a partir de otras, pero nunca mediante generación espontánea.
¿Qué tienen en común todas las evidencias?
Teorías, modelos y paradigmas
Lectura recomendada
Discrepancias con la teoría celular
Aunque la mayoría de los organismos cumplen con los postulados de la teoría celular, hay algunos que de primeras presentan desafíos.
Un ejemplo es el músculo estriado esquelético. Las células que forman este tejido son "enormes" y contienen muchos núcleos. Una célula sólo debería contener un núcleo (un único centro de coordinación genética). ¿Qué ha pasado aquí? Este es un caso de adaptación "extrema". Para mejorar la coordinación, las células que una vez formaron el tejido se han fusionado (sincitio), manteniendo los núcleos independientes.
Músculo estriado esquelético
Discrepancias con la teoría celular
Aunque la mayoría de los organismos cumplen con los postulados de la teoría celular, hay algunos que de primeras presentan desafíos.
Otro ejemplo son las hifas aspetadas de hongos. En un hongo, la parte "visible" es temporal y de menor extensión que la "invisible". Esta parte "invisible", subterránea, forma hilos llamados hifas.
Hifas
Discrepancias con la teoría celular
Aunque la mayoría de los organismos cumplen con los postulados de la teoría celular, hay algunos que de primeras presentan desafíos.
Otro ejemplo son las hifas aspetadas de hongos. En un hongo, la parte "visible" es temporal y de menor extensión que la "invisible". Esta parte "invisible", subterránea, forma hilos llamados hifas. Algunas hifas están formadas por células bien diferenciadas y separadas por septos, mientras que en otras los septos han desaparecido, dando como resultado organismos "acelulares".
Hifas
La vida es una propiedad emergente
Las propiedades emergentes son aquellas que aparecen en un conjunto de elementos, pero que no son propias de ninguno de los elementos individuales. El total es más que la suma de las partes.
Los organismos multicelulares son capaces de hacer muchísimas más funciones y mucho más complejas que los componentes que los forman (células).
organismo
Según la perspectiva, una colonia funciona como un organismo, permite funciones que los individuos aislados no pueden formar.
colonia
Ejemplos
El caso más llamativo que nos concierne a los humanos. Ni las células ni las configuraciones cerebrales más primitivas permiten la aparición de la conciencia.
conciencia
Diferenciación celular
Una de las ventajas de los organismos multicelulares es la especialización celular. A pesar del mismo origen y la misma información genética, existen distintos tipos de células, especializadas en una función. Esto se consigue gracias a la expresión de distintos genes en distintas células. La especialización funcional conlleva también una morfología característica. En el ejemplo se ve que, de acuerdo a la función, las distintas células que forman el páncreas tienen una u otra forma.
Estructura del páncreas
Niveles de organización y especialización
Célula
Tejido
Órgano
Sistema
Microscopía
Una de las herramientas fundamentales para el estudio de la célula y sus componentes es el microscopio. Los avances han permitido tener cada vez mejor resolución y poder de aumento, con lo que se ven estructuras más nítidas y pequeñas. Existen numerosas técnicas que se emplean junto con el microscopio para observar una gran diversidad de formas.
microscopio óptico
Microscopía óptica
Con el microscopio óptico se ven tejidos vivos a poco aumento. Las muestras deben ser teñidas para poder distinguirse en la imagen. Emplea un haz de luz que atraviesa la muestra, y una serie de lentes que la amplían. Finalmente la imagen llega a nuestros ojos o a un dispositivo de registro visual. Según el tejido a observar, se empleará una tinción u otra.
microscopio óptico
Microscopía electrónica
El microscopio electrónico emplea haces de electrones, que son manipulados con condensadores y deectados con una pantalla de marcaje. No se pueden observar células vivas ya que en el proceso de preparación se debe recubrir la muestra con una capa de oro. Hay dos tipos: el m.e. de barrido "escanea" la superficie de la muestra y da una imagen tridimensional; el m.e. de transferencia atraviesa la muestra y permite ver su interior. Las imágenes se colorean artificialmente mediante programas de ordenador.
microscopio electrónico
Criofractura
Una muestra se congela rápidamente, se rompe de forma controlada y precisa, se cubre la superficie con un metal y se escanea con microscopio electrónico. Así se permite ver la estructura interna de componentes subcelulares. Esta técnica fue clave para determinar el modelo de membrana celular.
criofractura
Fluorescencia
Si se emplean isótopos radioactivos o fluorescentes, se puede emplear la técnica de la fluorescencia para obtener imágenes. Esto permite, entre otros, hacer un seguimiento de las rutas y procesos por los que pasan los elementos. La inmunofluorescencia es el fundamento de los test de embarazo y COVID.
fluorescencia
ESTRUCTURA PROCARIOTA Y EUCARIOTA
Coloca las estructuras en su lugar correspondiente
Coloca las estructuras en su lugar correspondiente
Coloca las estructuras en su lugar correspondiente
COMPARA Y CONTRASTA
ELABORA UN "COMPARA Y CONTRASTA" ENTRE CÉLULAS ANIMALES, VEGETALES Y FÚNGICAS
Actividad de: INVESTIGACIÓN, Y PENSAMIENTO CRÍTICO
IDENTIFICA LOS COMPONENTES
NÚCLEO
RER
REL
CENTRIOLO
Pulsa en las imágenes para ampliarlas. Pulsa sobre el cuadro blanco para revelar la respuesta. Pro tip: puedes usar una búsqueda de imágenes para ayudarte
MITOCONDRIA
AP. GOLGI
CLOROPLASTO
Endosimbiosis
El origen de las células eucariotas, con sus características diferenciadoras (núcleo y orgánulos) se explica mediante la teoría endosimbiótica. Según ella, la primera célula eucariota deriva de una familia de arqueas llamadas Asgard. Al fagocitar una alfa-proteobacteria, en lugar de digerirla se estableció una relación simbiótica en la que la arquea le proveía de protección y nutrientes y la proteobacteria llevaba a cabo respiración celular. Se cree que el núcleo surgió como una estrategia para proteger el ADN arquea de las transferencias génicas con la proteobacteria.
diagrama de la endosimbiosis
Endosimbiosis
Evidencias:
diagrama de la endosimbiosis
Multicelularidad
A pesar de que las evidencias apuntan a un origen único de las células eucariotas, la multicelularidad ha surgido en varias ocasiones en la historia de la vida, y siempre ha sido seleccionada favorablemente por selección natural. La multicelularidad confiere muchas ventajas, como una mayor esperanza de vida del organismo a expensas del recambio celular, un tamaño mayor, la especialización en funciones más complejas... No obstante, la mayoría de los organismos de la Tierra son unicelulares, lo que muestra que en muchos entornos la unicelularidad conlleva una serie de ventajas, especialmente en cuanto a adaptabilidad.
evolución de lamulticelularidad
Multicelularidad
Un posible estado intermedio son los biofilm. Éstos son colonias de organismos unicelulares, principalmente bacterias, que se mantienen unidas por una sustancia polimérica extracelular (normalmente glúcidos complejos).Además, muestran ciertas propiedades emergentes al alcanzar un número determinado (quorum), tales como cierto grado de especialización celular o interacción de la colonia en su totalidad (y no de las células individuales) ante cambios en el medio.
biofilms
El corcho está hecho de células
Los embriones están hechos de células
Razonamiento inductivo
El tronco está hecho de células
Todo descubrimiento en Ciencias comienza con una observación. Observaciones sistemáticas pueden revelar patrones. Y si estos patrones se repiten con frecuencia podemos, mediante el razonamiento inductivo (de lo concreto a lo general), generalizar una teoría. El caso de la teoría celular es un claro ejemplo de teoría que ha surgido mediante razonamiento inductivo. Observaciones sistemáticas de la composición de los seres vivos revelan que todos están hechos de células.
El cartílago de las ranas está hecho de células
Composición de nucleótidos en ADN
Pregunta de datos
Observa la tabla y responde a las preguntas
Estructura de un nucleótido
Debes ser capaz de esbozar un esquema de un nucleótido genérico, e indicar sus componentes. No es necesario representar todos los átomos. Por convención se emplean:
Naturaleza de la Ciencia
El uso adecuado de la terminología es importante. En ciencias se utilizan términos como "teoría", "ley", "hipótesis" o "modelo", que en contextos diferentes significan cosas distintas. Explorad los siguientes artículos (en inglés): https://www.livescience.com/21491-what-is-a-scientific-theory-definition-of-theory.html https://www.amnh.org/exhibitions/darwin/evolution-today/what-is-a-theory https://www.scientificamerican.com/article/just-a-theory-7-misused-science-words/ Exponed las diferencias entre el uso de la palabra "teoría" en ciencia y en contextos no científicos.¿Qué características debe tener una teoría científica?
El uso de metáforas para acceder al conocimiento
Un problema que tiene la comprensión del conocimiento científico es su elevado nivel de abstracción y complejidad. Sin embargo el empleo de metáforas y alegorías permite un acceso más universal al conocimiento.
Avances tecnológicos
Naturaleza de la ciencia
Los avances tecnológicos abren nuevas vías de experimentación. Desde casos tan "básicos" como el descrubrimiento y refinamiento del microscopio óptico hasta el marcaje por inmunofluorescencia, la tecnología se pone al servicio de la investigación científica para abrir nuevos campos o escalas y permite realizar observaciones y obtener evidencias imposibles de otra forma.