3º ESO. Las células

S.A.2. Las células

ÍNDICE1.- Introducción.2.- Los niveles de organización. 3.- Las células. * Las células procariotas y eucariotas animales y vegetales. * Componentes y orgánulos celulares. 4.- Los tejidos. 5.- Los órganos, aparatos y sistemas.

1.- INTRODUCCIÓN.-El ser humano está formado por materia que presenta distintos grados de complejidad, denominados niveles de organización de la materia viva. ¿Qué elementos forman la materia viva? Todos los seres vivos, a pesar de sus diferencias, están formados por los mismos átomos y moléculas. De todos los elementos solo algunos forman parte de los seres vivos: los bioelementos. El carbono, el oxígeno, el hidrógeno y el nitrógeno constituyen el 95% de la materia viva. Otros como el calcio, sodio, potasio, magensio y cloro aparecen en menor proporción.

2.- LOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN.- Los elementos de cada nivel se agrupan para formar otros niveles más complejos, con nuevas características y propiedades que van más allá de la simple agrupación de los elementos del nivel anterior.

a) El nivel atómico.- Los átomos son las partículas más pequeñas en que puede dividirse la materia, conservando sus propiedades. Son átomos el hidrógeno (H), el oxígeno (O) o el calcio (Ca). Como ya vimos antes, a los átomos que forman parte de la materia viva se los denomina bioelementos.

El carbono es el elemento químico que sirve de base para la construcción de las biomoléculas orgánicas que forman los seres vivos ya que se puede unir a otros cuatro átomos y formar largas cadenas.

Isocetano (C16H34)

b) El nivel molecular.-Las moléculas son agrupaciones de átomos, unidos por enlaces químicos. Son moléculas el agua (H2O), el oxígeno (O2) o el carbonato cálcico (CaCO3). Las moléculas que forman parte de los seres vivos se denominan biomoléculas, y tienen un alto contenido en carbono.

Las biomoléculas se agrupan para realizar una función dentro de la célula. Forman los orgánulos como los ribosomas o las mitocondrias. Estas biomoléculas suelen ser polímeros; es decir, cadenas formadas por la unión de varias moléculas de un mismo tipo llamadas monómeros. Son los hidratos de carbono o glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos (como el ácido desoxirribonucleico o ADN).

a) Los glúcidos son la principal fuente de energía de la célula, pudiendo ser cadenas complejas, como la celulosa que forma las paredes celulares de los vegetales, o simples como la glucosa.

Monómero de Glucosa (C6H12O6)

b) Los lípidos (ácidos grasos) son sustancias de naturaleza química muy diversa. Los fosfolípidos y el colesterol forman parte de la membrana celular, los triglicéridos son fuente de energía y de almacenamiento energético celular, etc. c) Las proteínas (aminoácidos) forman parte de las estructuras celulares y llevan a cabo la regulación y ejecución de la mayoría de los procesos celulares, por ejemplo, la hemoglobina de los glóbulos rojos transporta el oxígeno en la sangre. d) Los ácidos nucleicos (nucleótidos) contienen la información genética, que transmite la descendencia, y controla las funciones celulares. Son el ADN y el ARN.

Otras sustancias como el agua y las sales minerales (compuestos inorgánicos fundamentalmente iónicos) tienen una estructura química sencilla. Estas se encuentran tanto en la materia viva como en la no viva. c) Nivel celular.- Las células son la unidad estructural y funcional de todo ser vivo; es decir, la parte más pequeña capaz de realizar las tres funciones vitales. Todas las células humanas son eucariotas de tipo animal, aunque se especializan en más de doscientos tipos. Son células las neuronas, los glóbulos rojos, los adipocitos (reserva energética), los óvulos, los espermatozoides, etc.

d) Nivel organismo.- Los tejidos son asociaciones de células semejantes especializadas en la misma función, acompañadas, en ocasiones, de otras sustancias. Ejemplos de tejidos son el tejido nervioso, el muscular o el epitelial. Los tejidos se agrupan formando órganos, que realizan una función concreta; algunos ejemplos de órganos son el corazón, los pulmones o los riñones.

A su vez, el conjunto de órganos que llevan a cabo una función común constituyen los sistemas y aparatos. Por ejemplo, el sistema circulatorio nutre a las células de oxígeno y nutrientes. El aparato respiratorio capta oxígeno que transporta a las células.

Finalmente, el cuerpo humano está constituido por el conjunto de órganos, aparatos y sistemas que funcionan de forma coordinada para realizar las tres funciones vitales.

Ejercicio.- Relaciona cada término con la definición que más se ajuste:

• Compuestos formados por la combinación de elementos químicos que forman parte de la materia viva.
• Unión entre átomos.
• Átomos de elementos químicos que forman parte de la materia viva.

• Bioelemento

• Biomolécula

• Enlace químico

Ejercicio.- Completa el siguiente enunciado con las palabras correctas:

Los ______________ son cadenas formadas por la unión de varias ______________, como por ejemplo, los glúcidos, los __________________, las proteínas y los ácidos ________________________.

Ejercicio.- Clasifica los siguientes elementos según su nivel de organización: atómico, molecular, celular, órgano, aparatos o sistemas

• Óvulo.
• Corazón.
• Conjunto formado por la boca, el esófago, el estómago, el intestino, el páncreas, etc.
• Glucosa.
• Mitocondria.
• Carbono.

3.- LAS CÉLULAS.- Todos los seres vivos están constituidos por células. Por eso a la célula se le llama la unidad estructural de los seres vivos. Además, es también la unidad funcional, pues la célula es la unidad más pequeña capaz de realizar las funciones básicas de un ser vivo: nutrición, relación y reproducción. Los seres humanos somos organismos pluricelulares pertenecientes al Reino Animal. En la naturaleza nos encontramos dos tipos de células:

• Las procariotas.
• Las eucariotas: animales (ser humano) y vegetales (las plantas).

A.- Las células procariotas.- Son las células más pequeñas y sencillas que existen, no tienen un verdadero núcleo por lo que el material genético (ADN) se encuentra disperso en el citoplasma. Características de las células procariotas:

• Poseen las estructuras comúnes a todas las células: membrana plasmática, citoplasma, ribosomas y material genético.
• Carecen de orgánulos rodeados de membrana que realicen funciones específicas.
• Tienen una pared celular que rodea la membrana y da forma a la célula.
• A veces poseen un flagelo que utilizan para desplazarse.

• Pueden tener pequeños filamentos, llamados pili, que sirven para intercambiar material genético con otras células.

Los únicos seres vivos que tienen este tipo de células son las bacterias, que se incluyen dentro del reino de los moneras.

2.- Las células eucariotas.- Son de mayor tamaño y más complejas, y poseen un núcleo delimitado por una membrana en cuyo interior está el ADN, así como multitud de orgánulos celulares especializados en realizar diferentes funciones. Presentan citoesqueleto, que es una red de filamentos que da forma a la célula y permite su movimiento.

Este tipo de célula lo presentan el resto de reinos de seres vivos: reinos protoctista, fungi, vegetal y animal.

a.- Las células eucariotas animales.- No tiene pared celular, cloroplastos ni grandes vacuolas, pero sí presentan centrosomas, en cuyo interior se encuentran dos centriolos.

b.- Las células eucariotas vegetales.- Tiene una pared celular rígida de celulosa, tiene cloroplastos y una gran vacuola.

c.- Componentes y orgánulos celulares.- Los orgánulos celulares son estructuras inmersas en el interior del citoplasma y que realizan funciones específicas. a) La membrana plasmática es una fina capa que envuelve a la célula, la protege y regula el intercambio de sustancias con el medio que la rodea.

La membrana plasmática está compuesta por lípidos, que forman una capa que rodea a la célula y en la que se insertan proteínas.

Las funciones de la membrana son:

• Proteger a la célula y separar su contenido del exterior.
• Detectar los cambios que se producen en el medio y permitir que la célula responda de forma adecuada a ellos.
• Regular el intercambio de sustancias con el medio. El transporte de sustancias a través de la membrana plasmática tiene lugar mediante diferentes mecanismos, según su tamaño. Por ejemplo, sustancias pequeñas como el oxígeno pueden atravesar la membrana por sí solas; las sustancias de tamaño mediano atraviesan la membrana ayudadas por las proteínas; las sustancias más grandes no pueden atravesarla, por lo que su paso al interior celular se realiza por endocitosis, que consiste en un hundimiento de la membrana que engloba a la partícula que se va a incorporar.

b) El citoplasma es la parte de la célula contenida entre la membrana plasmática y la membrana nuclear. El citoplasma está formado por un líquido acuoso denominado citosol, que contiene sustancias y orgánulos celulares.

Endocitosis

El citosol está compuesto por un 70-80 % de agua y un 30-20 % de otras sustancias disueltas o en suspensión como proteínas, glúcidos, lípidos, ácidos nucleicos, sales minerales e iones. En él se producen muchas de las reacciones químicas vitales para la célula

c) El núcleo es una estructura grande y esférica que contiene el material genético (ADN), que dirige la actividad de la célula. No existe núcleo en las células procariotas. El núcleo se compone de las siguientes partes:

• La membrana nuclear está atravesada por los poros nucleares, que permiten el intercambio de sustancias entre el núcleo y el citoplasma.
• El nucleoplasma está formado por un líquido acuoso, que contiene el material genético o ADN
• La cromatina es el conjunto de todas las fibras de ADN y proteínas. Cuando la célula va a dividirse, las fibras de cromatina se enrollan y compactan, formando unas estructuras, visibles al microscopio, denominadas cromosomas.

• El nucléolo es una zona esférica del núcleo donde se fabrican los componentes de unos orgánulos celulares llamados ribosomas.

d) Los ribosomas son pequeños orgánulos que se encargan de la síntesis o fabricación de proteínas. Pueden estar adheridos al retículo endoplasmático o dispersos por el citoplasma.

e) El citoesqueleto es una red de fibras que sostiene los orgánulos y da forma a la célula. También interviene en los movimientos celulares (cilios y flagelos)

f) Las mitocondrias son estructuras ovaladas de doble membrana con abundantes repliegues en su membarana interna. Generan la mayor parte de la energía química necesaria para activar las reacciones bioquímicas de la célula mediante la respiración celular.

g) El retículo endoplasmático (RE) es un conjunto de canales y sáculos que sintetizan sustancias. El RE liso, sin ribosomas adheridos a su pared, se encarga de la síntes de lípidos y el RE rugoso, con ribosomas adheridos a la pared, participa en la síntesis y almacén de proteínas. h) El aparato de Golgi es un conjunto de sáculos aplanados que empaquetan las sutancias sintetizadas por el RE y las transportan en vesículas al exterior celular.

i) Las vesículas son sacos que transportan o almacenan sustancias. j) Las vacuolas son sacos de mayor tamaño que las vesículas que también transportan o almacenan sustancias. Aparece una de gran tamaño en las plantas y muchas de pequeño tamaño en las células animales. K) Los lisosomas son vesículas en las que se digieren partículas capturadas por las células, gracias a sus enzimas digestivas.

l) Los centrosomas son orgánulos presentes en las células animales que están involucrados en el proceso de división celular. m) La pared celular es una capa rígida y resistente que se encarga de la protección , regulación de sustancias y sostén celular. Aparece en la células vegetales y procariotas.

n) Los cloroplastos se encargan de llevar a cabo la fotosíntesis en las plantas (células vegetales).

Ejercicio.- ¿Son los virus seres vivos? Ejercicio.- Indica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones.

• La célula es la unidad estructural y funcional de todo ser vivo; es decir, la parte más pequeña de un ser vivo capaz de realizar las tres funciones vitales.
• La célula es la unidad estructural y funcional de toda la materia del planeta; es decir, la parte más pequeña de un ser vivo capaz de realizar las tres funciones vitales.
• La célula es la unidad estructural de todo ser vivo, pero no puede realizar todas las funciones vitales.
• La célula es la unidad estructural y funcional de toda la materia del planeta; es decir, la parte más pequeña de un ser vivo capaz de realizar alguna de las funciones vitales.

Ejercicio.- Señala las funciones que desempeña la membrana plasmática.

• Proteger a la célula
• Separar el contenido de la célula del exterior
• Permitir el intercambio de sustancias entre el núcleo y el citoplasma
• Detectar cambios en el exterior de la célula y permitir las respuestas a ellos
• Digerir las sustancias nocivas para la célula
• Regular el intercambio de sustancias con el medio exterior

Ejercicio.- Clasifica los siguientes seres vivos según el tipo célula que los forman: alga, protozoo, pino, insecto, bacteria y hongo

Célula eucariota vegetal

Célula eucariota animal

Célula procariota

Ejercicio.- Dibuja una célula procariota. Identifica cada una de sus componentes y orgánulos y la función de estos. Ejercicio.- Dibuja una célula eucariota animal y vegetal. Identifica cada uno de sus componentes y orgánulos y la función de estos.

4.- LA DIFERENCIACIÓN CELULAR.- La diferenciación es un conjunto de cambios en la forma y la estructura de la célula que le permiten especializarse en una función determinada. Las células de los organismos pluricelulares se forman a partir de una primera célula llamada cigoto, que se divide para formar un embrión. Al principio, todas las células del embrión son iguales, pero después van adquiriendo formas diferentes y funciones específicas; es decir, se especializan. Este proceso se llama diferenciación celular. Así, aunque todas las células del ser humano comparten unas características básicas (por ejemplo, tienen el mismo material genético), no todas tienen la misma forma ni realizan las mismas funciones.

Una vez diferenciadas, las células que realizan la misma función y que tienen un aspecto parecido se agrupan en el organismo pluricelular para formar tejidos. Por ejemplo, las neuronas tienen un aspecto estrellado con prolongaciones del citoplasma que facilitan la recepción de los estímulos y la transmisión del impulso nervioso, y forman el tejido nervioso.

5.- LOS TEJIDOS.-Un tejido es un grupo de células, de forma y estructura semejante, especializadas en realizar la misma función. Los tejidos que forman el cuerpo humano pueden clasificarse en cuatro tipos básicos: epitelial, conectivo, muscular y nervioso. a) Los tejidos epiteliales.- Los tejidos epiteliales están formados por una o varias capas de células muy próximas entre sí. Los tejidos epiteliales recubren los órganos y actúan como barreras protectoras.

Los tejidos epiteliales pueden ser de dos tipos:

• Epitelio de revestimiento. Tiene una función protectora, ya que recubre tanto las superficies externas como las internas de los órganos. Por ejemplo, los epitelios que tapizan las cavidades internas que comunican con el exterior.

• Epitelio glandular. Están formados por células especializadas en producir y secretar sustancias sobre la superficie epitelial. Estas células pueden estar dispersas o formar glándulas. Por ejemplo, las glándulas sebáceas.

b) Los tejidos conectivos.- Los tejidos conectivos están formados por células que se encuentran rodeadas por una sustancia intercelular y por fibras llamadas «matriz». Los tejidos conectivos actúan de soporte y unión para los órganos y otros tejidos del cuerpo. Hay diferentes tipos:

• Tejido conjuntivo. Contiene una abundante matriz gelatinosa en la que hay abundantes fibras. Rellena el espacio que hay entre los órganos manteniéndolos en su lugar y forma los tendones.
• Tejido adiposo. Tiene una matriz con poca sustancia intercelular. Sus células almacenan grasa como reserva energética y aislante térmico. Se encuentra bajo la piel.
• Tejido cartilaginoso, cuya matriz es sólida y elástica. Recubre las articulaciones para evitar el desgaste y forma, por ejemplo, el cartílago de la oreja.

• Tejido óseo, cuya matriz es sólida y rígida por la presencia de sales de calcio. Forma los huesos.
• Tejido sanguíneo, que tiene una matriz líquida que se denomina plasma. En él están suspendidas las células sanguíneas (los glóbulos rojos, los glóbulos blancos y las plaquetas).

c) El tejido muscular.- El tejido muscular está formado por células con forma alargada, que se agrupan formando las fibras musculares, y que tienen la capacidad de contraerse y relajarse. Es responsable del movimiento del cuerpo. Hay tres tipos de tejido muscular:

• Tejido muscular estriado esquelético. Constituye los músculos del aparato locomotor y permite su movimiento voluntario.
• Tejido muscular estriado cardiaco. Es el que forma las paredes del corazón. Es un tejido similar al anterior pero su contracción es involuntaria.

• Tejido muscular liso. Se encuentra en las paredes de distintos órganos como el estómago o la vejiga. Su contracción es involuntaria.

d) El tejido nervioso.- El tejido nervioso es el principal componente de todas las estructuras que forman el sistema nervioso. Está formado por las neuronas, células con forma de estrella especializadas en recoger y transmitir la información, junto a las células de glía que se encargan de su nutrición, defensa y soporte.

Ejercicio.- La imagen de la muestra tejido__________, cuya matriz es sólida y rígida por la presencia de sales de_________, que se disponen de forma concéntrica alrededor del______________

Ejercicio.- Señala si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

• En la imagen se observa tejido epitelial de revestimiento, concretamente estratificado
• En la imagen se observa tejido epitelial glandular
• En la imagen se observa tejido epitelial simple
• En la imagen se observa tejido muscular

Ejercicio.- Observa las imágenes y completa el texto. La imagen de la izquierda muestra un tejido________, caracterizado por una matriz con poca__________ y células repletas de___________ de color blanco.

Ejercicio.- Observa la imagen y selecciona la respuesta correcta. ¿Qué fibras se ven en la imagen?

• Fibras musculares estriadas con varios núcleos.
• Fibras musculares no estriadas con un solo núcleo.
• Fibras musculares estriadas con un solo núcleo.
• Fibras musculares no estriadas con varios núcleos.

¿De qué tipo de tejido se trata?

• Tejido muscular liso.
• Tejido muscular cardíaco.
• Tejido muscular esquelético.

6.- LOS ÓRGANOS, APARATOS Y SISTEMAS.-Los órganos del cuerpo humano están formados por varios tejidos que funcionan de forma coordinada para realizar una función concreta. Por ejemplo, el corazón bombea sangre, el riñón la limpia, los pulmones intercambian gases... Los aparatos y los sistemas son agrupaciones de órganos que colaboran de forma coordinada para realizar una actividad común. El funcionamiento conjunto de los diferentes aparatos y sistemas contribuye a que el organismo lleve a cabo las funciones vitales: nutrición, relación y reproducción.