1º ESO. SA 4. Seres vivos

S.A. 4. Los seres vivos

LYNN MARGULIS. Una bióloga excepcional.-

Si te digo la palabra microorganismo, ¿en qué piensas? A lo largo de mi vida encontré a mucha gente que solo los relacionaba con peligros y enfermedades. Para mí, son muchísimo más. Son la vida misma.

Tomemos a las bacterias como ejemplo: son antiquísimas, extremadamente variadas y han colonizado todos los ambientes imaginables. ¿Me crees si te cuento que durante mi vida llevé en mi cartera fotos de mis microorganismos favoritos junto con las de mis hijos?

Mi nombre es Lynn Margulis. Nací en 1938 en Chicago, en Estados Unidos, y con solo 16 años fui aceptada en la universidad de mi ciudad. Sentía tal fascinación por el funcionamiento de los seres vivos que decidí estudiar Biología y nunca abandonar las aulas.

No es que fuera una mala alumna, sino que, después de licenciarme y de acabar mi doctorado en la Universidad de Berkeley, decidí quedarme como docente y tratar de transmitir a mis estudiantes una pizca del entusiasmo que yo sentía al investigar.

Junto con mi colega Karlene V. Schwartz, propuse una modificación en la clasificación de los cinco reinos de los seres vivos. Gracias a nosotras, el reino protista se amplió para incluir tanto a los protozoos como a las algas unicelulares y pluricelulares, y pasó a llamarse reino de los protoctistas.

Como investigadora dediqué gran parte de mi vida a desentrañar los misterios del mundo microbiano. Me enorgullece afirmar que fui autora de una teoría revolucionaria: la teoría de la endosimbiosis. Con ella expliqué cómo las primeras células eucariotas se han podido originar a partir de la colaboración con bacterias, las cuales con el paso del tiempo se han transformado en las actuales mitocondrias y cloroplastos.

Video. Introducción

1.- Introducción.-

Vivimos en uno de los ocho planetas que forman parte del sistema solar: la Tierra. Nuestro planeta gira alrededor del Sol, una de los cientos de miles de millones de estrellas que forman nuestra galaxia: la Vía Láctea.

La Tierra es un planeta sólido, formado principalmente por rocas. Está rodeado de una capa de gases y presenta agua líquida en su superficie.

Estos cuatro componentes de nuestro planeta (rocas, gases, agua y seres vivos) forman lo que se han denominado las cuatro capas o «esferas», que interaccionan entre sí: la biosfera, la atmósfera, la hidrosfera y la geosfera.

Nuestro planeta es el único del sistema solar que alberga seres vivos. La vida apareció precisamente en la Tierra debido a las condiciones que esta presenta, que no se dan en ninguno de nuestros planetas más cercanos:

• La distancia de la Tierra al Sol es la ideal para el desarrollo de la vida. La radiación solar, que proporciona luz y calor a nuestro planeta, sería demasiado elevada a distancias menores e insuficiente a distancias mayores.

• La atmósfera ejerce un efecto protector frente a algunas radiaciones solares perjudiciales para los seres vivos y ayuda a mantener caliente el planeta. Además, contiene dos gases, el oxígeno y el dióxido de carbono, necesarios para la respiración y la fotosíntesis.

• La existencia de estaciones y la rápida sucesión del día y la noche contribuyen a suavizar el clima terrestre.

Video. La vida en Marte

• La temperatura media del planeta, de unos 15 °C, permite la presencia de agua líquida, componente esencial de los seres vivos y medio en el que muchos de ellos habitan. La energía del Sol hace posible los cambios de estado del agua. Esto, unido a la gravedad terrestre, da lugar a una circulación constante del agua por el globo conocida como ciclo del agua.

Ejercicio. ¿Qué pasaría si la Tierra estuviera más cerca del Sol?

2. La composición de los seres vivos.-

la biosfera es el conjunto de los seres vivos que habitan la Tierra. Todos estos seres vivos tienen en común tres características que permiten diferenciarlos de la materia no viva o inerte:

• Los seres vivos están compuestos por el mismo tipo de sustancias: las sustancias orgánicas e inorgánicas.
• Los seres vivos se organizan a partir de unidades similares: las células. Es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos
• Los seres vivos realizan las tres funciones vitales: la nutrición, la relación y la reproducción.

Adam y Joaquín.....a su sitioooooooo

Toda la materia del universo está formada por unas unidades muy pequeñas, llamadas átomos. Ejemplos de átomos son el oxígeno o el hidrógeno. Los átomos se unen entre sí para formar diferentes tipos de sustancias o moléculas. Por ejemplo, dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno se unen y dan lugar a una molécula de agua.

Presentación. ¿Qué son los compuestos químicos?

Los seres vivos están formados por dos tipos de sustancias:a) Las sustancias inorgánicas, que se encuentran presentes tanto en los seres vivos como en la materia no viva. Son el agua y las sales minerales.

Adrián, siéntate bien, por favor

• El agua es un componente esencial de los seres vivos, ya que un 70 % de la materia viva es agua. Además, desempeña un papel fundamental en la mayoría de las transformaciones que tienen lugar dentro de las células.

• Las sales minerales intervienen en la regulación de muchos procesos vitales. También desempeñan una función estructural en los esqueletos de los seres vivos. Por ejemplo, el calcio, el sodio, el potasio, el cloruro de sodio, etc.

b) Las sustancias orgánicas o biomoléculas, que son exclusivas de los seres vivos. Son los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos.

• Los glúcidos o hidratos de carbono son biomoléculas cuya función principal es la de proporcionar energía a la célula. También forman parte de algunas estructuras celulares, como la pared celular.
• Los lípidos o ácidos grasos son moléculas de elevado contenido energético, utilizadas por la célula como almacén de energía. También proporcionan aislamiento térmico y forman parte de algunos componentes celulares, como la membrana plasmática.
• Las proteínas son moléculas muy abundantes en los seres vivos. Desempeñan gran variedad de funciones. Por ejemplo, participan en la contracción de los músculos o transporte de oxígeno en la sangre.
• Los ácidos nucleicos son moléculas de gran tamaño, como el ADN (ácido desoxirribonucleico), que contienen información vital para el funcionamiento de los organismos.

Ejercicio. Señala las tres características que tienen en común todos los seres vivos y que los diferencian de la materia inerte.

• Están compuestos solo por sustancias orgánicas.
• Están formadas por átomos.
• Realizan las tres funciones vitales: la nutrición, la relación y la reproducción.
• Están compuestos por el mismo tipo de sustancias: las sustancias orgánicas e inorgánicas.
• Solo se reproducen sexualmente.
• Se organizan a partir de unidades similares: las células.

Ejercicio. Completa el texto sobre los componentes principales de los seres vivos con las palabras correctas. Los componentes más importantes de todas las células son los componentes _______________ (___________ y sales minerales) y los componentes _______________ (los glúcidos, los ______________, las _______________ y los ácidos __________________)

Ejercicio. ¿Por qué se denominan biomoléculas a los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos? Elige la opción correcta.

• Porque son sustancias inorgánicas.
• Porque son exclusivas de los seres vivos y no se encuentran en la materia inerte.
• Porque se encuentran presentes tanto en los seres vivos como en la materia no viva.

Ejercicio. Observa el gráfico con los datos correspondientes a la composición química del ser humano y selecciona los porcentajes en sustancias orgánicas e inorgánicas de este ser vivo.

• Sustancias orgánicas: 13 %, 20 %, 29 %, 70 %, 71%
• Sustancias inorgánicas: 13 %, 20 %, 29 %, 70 %, 71 %

Ejercicio. ¿Qué biomoléculas aportan energía a los seres vivos? Elige las opciones correctas.

• Sales minerales
• Agua
• Glúcidos
• Proteínas
• Lípidos

Ejercicio. Observa las moléculas de glucosa y de ácido graso de la imagen. Si las bolas negras representan el carbono; las blancas, el hidrógeno, y las rojas, el oxígeno, elige cuántos átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno forman cada una de estas dos sustancias.

• La molécula de glucosa está formada por ____ átomos de carbono, ____ de oxígeno y ____ de hidrógeno.
• La molécula de ácido graso está formada por ____ átomos de carbono, ____ de oxígeno y ____ de hidrógeno.

3.- Las células.-

Video. La teoría célular

Por lo general, las células son microscópicas, es decir, su tamaño no puede ser captado por el ojo humano. Debido a ello, las células no se pudieron estudiar hasta que se inventó y perfeccionó el microscopio.

Todas las células presentan los siguientes componentes básicos:

• La membrana plasmática, que es una fina capa que protege a la célula y regula el intercambio de sustancias con el medio externo.
• El citoplasma, que es el medio acuoso que llena el interior celular. Contiene gran cantidad de sustancias y otros componentes celulares.
• El material genético, que es un conjunto de fibras de ADN. Contiene la información necesaria para controlar el funcionamiento de la célula y es capaz de transmitirla a las células hija durante la reproducción.
• Los orgánulos celulares, que son pequeñas estructuras especializadas en determinadas funciones. No todos los orgánulos están presentes en los diferentes tipos de células.

Existen dos tipos de células:

Video. Pregunta

a) Las células procariotas son aquellas que no tienen núcleo, por lo que su ADN está disperso en el citoplasma. Presentan pared celular y un solo tipo de orgánulo, el ribosoma, cuya función es la de sintetizar proteínas. Pueden tener flagelos, filamentos que utilizan para moverse.

b) Las células eucariotas son más complejas que las procariotas. Su ADN está rodeado de una membrana, que forma el núcleo. Tienen membrana plasmática y citoplasma, en el que, además de ribosomas, hay gran variedad de orgánulos. Un ejemplo son las mitocondrias, especializadas en generar energía.

Video. La célula procariota

Las células eucariotas forman la mayoría de los seres vivos y se clasifican en:

• Células eucariotas de tipo animal, como las que conforman los animales y algunos organismos unicelulares como los protozoos.
• Células eucariotas de tipo vegetal, presentes en las plantas y las algas. Tienen pared celular, orgánulos exclusivos como los cloroplastos, especializados en realizar la fotosíntesis, y las grandes vacuolas en las que almacenan sustancias.

Video. La célula eucariota vegetal

Video. La célula eucariota animal

El tamaño de las células es muy variable aunque la mayoría son microscópicas, es decir, no son observables a simple vista, sino que debe utilizarse un microscopio.

Para referirnos a las dimensiones de las células, se utiliza una unidad de longitud llamada micrómetro o micra (μm). Un micrómetro es la milésima parte de un milímetro. 1 μm = 0,001 mm

Las células más pequeñas son las bacterias que, generalmente, miden entre 1 y 2 micras de longitud. Las células animales presentan mucha variabilidad de tamaños. Por ejemplo, los glóbulos rojos miden unas 7 micras; los espermatozoides, 53 micras, y los óvulos, unas 150 micras. Las células vegetales pueden variar de 10 a 100 micras, incluso algunas células de los tejidos epidérmicos casi son visibles a simple vista.

Video. El microscopio

Video. El tamaño de las células

Además del tamaño, las células presentan una gran variabilidad de formas. Las hay esféricas, cilíndricas, fusiformes (forma de huso), prismáticas, aplanadas, estrelladas, etc.

Presentación. El microscopio óptico

Presentación. Las formas de las células

En general, se puede afirmar que la forma de las células está determinada básicamente por su función. Por ejemplo, los glóbulos rojos presentan una forma bicóncava para transportar la mayor cantidad de oxígeno posible; las neuronas tienen una forma estrellada con prolongaciones para facilitar la comunicación entre ellas; las células musculares suelen ser alargadas para contraerse; las que recubren los órganos suelen ser cúbicas o prismáticas, etc.

Ejercicio. ¿Qué características según correspondan a las células procariotas o eucariotas?.

• ADN disperso en el citoplasma
• Gran variedad de orgánulos
• ADN en el interior de un núcleo
• Únicamente poseen ribosomas

Ejercicio. Relaciona cada estructura con su definición: citoplasma, material genético (ADN) y membrana plasmática

• Contiene principalmente agua y sustancias disueltas
• Las células están delimitadas por esta estructura
• Controla la actividad celular

Ejercicio. Observa las imágenes correspondientes a la célula eucariota vegetal, animal o ambas, y coloca las características en cada columna.

1) citoplasma, 2) centriolo, 3) membrana plasmática, 4) cloroplasto, 5) pared vegetal, 6) cilios y flagelos, 7) núcleo que contiene ADN, 8) grandes vacuolas, y 9) ribosomas, retículo endoplasmáico, aparato de Golgi, citoesqueleto, vesículas y lisosomas

4.- Las funciones vitales.-

Los seres vivos realizan tres funciones vitales, que son una serie de procesos esenciales para el mantenimiento de la vida.

A.- La nutrición.-

La nutrición es la función vital que permite a los seres vivos obtener la materia y la energía que necesitan para sobrevivir, a través de los procesos siguientes:

a) Obtención de nutrientesLos nutrientes son las sustancias, orgánicas e inorgánicas, que toman los seres vivos y que son útiles para sus células. Existen dos tipos de nutrición:- Nutrición autótrofa. Consiste en sintetizar o fabricar nutrientes orgánicos a partir de nutrientes inorgánicos, como el dióxido de carbono, y de la energía solar. Como, por ejemplo, en la fotosíntesis.

- Nutrición heterótrofa. Consiste en obtener los nutrientes orgánicos y la energía a partir de la materia orgánica de otros seres vivos.

b) Obtención de energía. La respiraciónTodos los seres toman oxígeno (O2) y expulsan dióxido de carbono (CO2) en un proceso llamado respiración. Sin embargo, la verdadera respiración tiene lugar en las células, en el interior de las mitocondrias, donde, en presencia de oxígeno (O2), las moléculas complejas se convierten en CO2 (que se excreta fuera de la célula) y en agua.

En este proceso se genera, además, gran cantidad de energía que la célula emplea para sintetizar sus componentes celulares y para realizar sus actividades.

c) La distribución de sustancias.Los seres unicelulares intercambian con el medio sustancias a través de la membrana celular. En los seres pluricelulares, las células no tienen contacto directo con el medio externo, por lo que necesitan mecanismos para incorporar, transportar o eliminar sustancias.

d) La excreción.La excreción es el proceso de eliminación de las sustancias de desecho; por ejemplo, CO2, agua y otros productos que proceden de las actividades de las células.

Presentación. La respiración celular

B.- La relación.-

La relación es la función vital a través de la cual los seres vivos son capaces de responder a los cambios que se producen en el medio que les rodea o en su propio organismo. Consta de:

a) Percepción de los estímulos: los receptoresLos estímulos son los cambios que se producen en el medio externo o en el interior de los organismos y que pueden ser percibidos por el ser vivo.

Para captar los estímulos, los seres vivos tienen receptores, que son capaces de detectar determinados estímulos; por ejemplo, luz, calor, movimiento, etc.

b) Elaboración de la respuesta: la coordinaciónLos seres vivos procesan la información recogida por los receptores y determinan una respuesta mediante un conjunto de procesos que reciben el nombre de coordinación.

La coordinación puede ser llevada a cabo por una única célula, o bien por sistemas complejos formados por tejidos y órganos especializados.

c) Ejecución de la respuesta: los efectoresLas respuestas elaboradas por los órganos de coordinación son ejecutadas por células especializadas, que se denominan, en general, efectores. Estos generan movimientos, sustancias, cambios en la forma del cuerpo o en su funcionamiento...

C.- La reproducción-

La reproducción es la función vital que realizan los seres vivos cuando generan nuevos organismos semejantes a ellos, asegurando así la supervivencia de su especie. Puede ser asexual o sexual.

a) La reproducción asexual consiste en producir, a partir de un único individuo progenitor, un descendiente idéntico a él.

b) En la reproducción sexual, dos individuos progenitores de distinto sexo (masculino y femenino) generan descendientes semejantes a ellos. Para que se lleve a cabo, son necesarias células reproductoras especializadas, denominadas gametos.

5.- La clasificación de los seres vivos.-

Para identificar y estudiar la gran diversidad de seres vivos, es necesario clasificarlos, es decir, separarlos y ordenarlos en grupos basándose en características comunes.

La taxonomía es la ciencia que clasifica los seres vivos. Linneo, un botánico del siglo xviii, comenzó a agrupar a los seres vivos según sus características comunes, en niveles o grupos de clasificación denominados taxones: el reino, el filo, la clase, el orden, la familia, el género y la especie.

El taxón más amplio es el reino, que agrupa muchos seres vivos con pocas características en común. El taxón menos amplio es la especie, que incluye individuos tan semejantes que pueden reproducirse entre sí dando descendencia fértil.

Video. Clasificación de los seres vivos

Así el reino de las plantas engloba a organismos tan diferentes como una encina o un helecho; y el reino animal, a organismos tan distintos como una jirafa o un pez. Los siguientes taxones van agrupando organismos cada vez más parecidos entre sí, hasta llegar a la especie.

Para nombrar a los individuos, Linneo ideó la nomenclatura binomial, un nombre en latín, formado por dos palabras escritas en letra cursiva: la primera palabra comienza con letra mayúscula y nos indica el género al que pertenece el individuo. La segunda palabra se escribe siempre en minúscula y es exclusiva de la especie. Estas dos palabras forman el nombre científico, que, a diferencia del nombre vulgar, que varía de unos países a otros, es el mismo en todas las partes del mundo. Por ejemplo, al gorrión se lo conoce científicamente como Passer domesticus.

Ejercicio. Nombre científico

6.- La organización de los seres vivos.-

Según el grado de complejidad que presentan, los seres vivos se pueden agrupar en: a) Organismos unicelulares. Están formados por una sola célula que realiza todas las funciones vitales. Dependiendo del tipo de célula, pueden ser procariotas o eucariotas.

b) Organismos pluricelulares. Son la mayoría y presentan más de una célula, siempre eucariota. En muchos casos, las células de los organismos pluricelulares se asocian formando:

• Tejidos, que son agrupaciones de células especializadas en una misma función.
• Órganos, que son asociaciones de diferentes tejidos que realizan una función más amplia.
• Aparatos o sistemas, que son conjuntos de órganos que se agrupan para llevar a cabo un proceso más complejo.

Los seres vivos se clasifican en cinco grandes grupos utilizando criterios como:

• El tipo de célula. Los organismos se dividen en procariotas y eucariotas.
• El número de células. Los organismos pueden ser unicelulares o pluricelulares.
• La presencia o no de tejidos.
• El tipo de nutrición. Los organismos se dividen en autótrofos o heterótrofos.

Según estos criterios, los seres vivos se pueden clasificar en cinco reinos: el de los moneras, el de los protoctistas, el de los hongos, el de las plantas y el de los animales.

Video. ¿Son los virus seres vivos?

Video. Los niveles de organización

Presentaciones

0.- Compuestos químicos

1.- Clave dicotómica

2.- Clave dicotómica (ejercicio)

3.- El microscopio óptico

4.- La forma de las células

5.- La respiración celular