nutriciónFUNCIONES CELULARES

LA NUTRICIÓN

La nutrición consiste en obtener, transformar y utilizar los nutrientes suministrados por el medio y eliminar los productos de desecho.

Los nutrientes incluyen compuestos inorgánicos como el agua, iones minerales, gases atmosféricos y compuestos orgánicos.

La nutrición permite a los seres unicelulares y a los seres pluricelulares mantener y renovar sus estructuras y obtener energía para llevar a cabo todas las actividades vitales.

TIPOS DE NUTRICIÓN NUTRICIÓN AUTÓTROFA En la nutrición autótrofa se utiliza el

dióxido de carbono, como fuente de carbono para formar la smoléculas orgánicas. Para unir los átomos de carbono y formar las moléculas orgánicas se precisa una fuente de energía.

En la nutrición autótrofa fotosintética proviene de la energía luminosa.

Realizan este tipo de nutrición las bacterias fotosintéticas y las plantas, hemos de tener en cuenta que no todas las células que componen la planta son autótrofas, así las células de las raíces son heterótrofas.

En la nutrición autótrofa quimiosintética la energía procede de la oxidación de determinados compuestos inorgánicos y únicamente realizan este tipo de nutrición algunas bacterias.

NUTRICIÓN HETERÓTROFA En la nutrición heterótrofa se utiliza

el carbono contenido en la materia orgánica sintetizada por otros organismos. Es la nutrición llevada a cabo por los animales, los hongos, los protozoos y muchas bacterias.

Los organismos heterótrofos, obtienen la energía de la degradación de los nutrientes, que deben transformar en otros más sencillos mediante la digestión.

TRANSFORMACIÓN Y USO DE LOS NUTRIENTES: METABOLISMO

Los organismos heterótrofos incorporan nutrientes inorgánicos y nutrientes orgánicos. Los seres vivos autótrofos captan del medio que les rodea únicamente nutrientes inorgánicos.

Los nutrientes en el interior de la célula sufren una serie de transformaciones químicas que reciben el nombre de metabolismo celular.

El metabolismo celular comprende dos procesos metabólicos: Catabolismo y anabolismo

PROCESOS METABÓLICOS

CATABOLISMO Consiste en un conjunto de

reacciones químicas enzimáticas donde las moléculas nutrientes orgánicas, que proceden del entorno o de la propia célula, se degradan a moléculas sencillas como dióxido de carbono, agua y amoniaco.

Durante este proceso se libera energía, parte de ella se desprende en forma de calor y otra parte se acumula en moléculas de ATP. La respiración celular y la fermentación son procesos catabólicos.

ANABOLISMO O BIOSÍNTESIS Consiste en un conjunto de

reacciones enzimáticas que transforman los nutrientes o las moléculas procedentes del catabolismo en moléculas progresivamente más complejas consumiendo energía en el proceso. Esto sucede, por ejemplo, en la fotosíntesis..

RESPIRACIÓN CELULAR

En la respiración celular las moléculas orgánicas se oxidan a través de una larga secuencia de reacciones catalizadas por enzimas.

Se realiza en bacterias y en células vegetales y animales. En las células eucariotas transcurre en las mitocondrias y en procariotas en el citoplasma.

Con estas reacciones se pierden electrones que son capotados por otras moléculas aceptoras, las cuales se reducen.

La respiración es aeróbica, si el último aceptor de electrones es el oxígeno, y es anaeróbica, si el último aceptor es otra molécula.

En la respiración aeróbica la glucosa se oxida completamente y se obtienen sustancias inorgánicas (agua y dióxido de carbono) y energía en forma de ATP.

FERMENTACIÓN

Es un proceso que se realiza en el citoplasma celular donde la oxidación de las moléculas orgánicas es incompleta.

Se obtienen productos finales característicos que dan el nombre a la fermentación y menos energía que en la respiración, ya que por cada molécula de glucosa oxidada se obtienen dos moléculas de ATP.

Por ejemplo, en la fermentación alcohólica, propia de levaduras, el producto final es el etanol y en la fermentación láctica, propia de algunas bacterias, el producto obtenido es el ácido láctico.

RESPIRACIÓN Y FOTOSÍNTESIS

FOTOSÍNTEIS

Todas las células tienen la capacidad de transformar las moléculas sencillas en moléculas más complejas. Sin embargo, únicamente las células autótrofas, pueden sintetizar la materia orgánica a partir de materia inorgánica. En cualquiera de los casos se trata de procesos anabólicos.

Las células autótrofas fotosintéticas transforman la materia inorgánica en orgánica mediante la fotosíntesis.

Pertenecen a este grupo todas las células eucariotas que tienen cloroplastos y ciertas bacterias.

La fotosíntesis en las células vegetales se produce en los cloroplastos y se desarrolla en dos fases: La fase luminosa en los tilacoides y la fase oscura en el estroma.

CÉLULA DIPLOIDE

CÉLULA SOMÁTICA

2n CROMOSOMAS EN SUS CÉLULAS POR

MITOSIS

CÉLULA HAPLOIDE

CÉLULAS REPRODUCTORAS

n CROMOSOMAS EN SUS CÉLULAS POR

MEIOSIS

TIPOS DE REPRODUCCIÓN CELULAR

REPRODUCCIÓN ASEXUAL

• Los descendientes son copias genéticamente idénticas al progenitor.

• Las copias se producen por división del organismo en dos porciones de igual o diferente tamaño.

• La utilizan generalmente organismos unicelulares.

REPRODUCCIÓN SEXUAL

• Los descendientes presentan una nueva combinación de caracteres que los hace genéticamente únicos.

• Necesita de dos progenitores en la mayoría de los casos.

• La utilizan organismos pluricelulares.

LA REPRODUCCIÓN

ESPORULACIÓNBIPARTICIÓN GEMACIÓN

• Se da en organismos unicelulares.• La unidad reproductora es la

célula.• La célula se divide en dos partes

de similar tamaño previa división del núcleo por mitosis.

• Se produce en organismos unicelulares y pluricelulares.

• Tras la división del núcleo el citoplasma se divide desigualmente.

• Las dos células hijas difieren notablemente de tamaño.

• Se producen divisiones sucesivas del núcleo de una célula materna.

• Cada núcleo se rodea de una pequeña porción de citoplasma.

• Al romperse la membrana de la célula madre, se liberan las esporas.

REPRODUCCIÓN ASEXUAL

SIGUE.....

Reproducción asexualEs el tipo más primitivo y más sencillo, ya que no requiere ni estructuras ni células especializadas; en el caso más sencillo, el de los seres unicelulares, consiste en que a partir de una célula, llamada CÉLULA MADRE, se forman dos o más células, llamadas CÉLULAS HIJAS, que son idénticas a la célula madre, sin cambios.

Plasmodium es un esporozoo que se

reproduce por esporulación

POR FRAGMENTACIÓN

Estolones Rizomas

Tubérculos

Bulbos

REPRODUCCIÓN ASEXUAL

REGENERACIÓN

•Formación de las partes perdidas como consecuencia de una lesión.

•En ocasiones un pequeño fragmento permite regenerar el

organismo completo.

Fragmento regenerado

ESCISIÓN O FRAGMENTACIÓN

•Rotura espontánea del organismo progenitor en dos o más

fragmentos cada uno de los cuales dará un individuo completo.

Escisión

EN ORGANISMOS UNICELULARES EN ANIMALES

EN VEGETALES

GemaciónGemaciónBipartición Escisión

Esporas Estolones RizomasTubérculos Bulbos

REPRODUCCIÓN ASEXUAL

REPRODUCCIÓN SEXUALEl objetivo de la reproducción sexual es formar descendientes diferentes

los progenitores.

CONSTA DE LOS SIGUIENTES PROCESOS

FORMACIÓN DEL CIGOTO

FORMACIÓN DE GAMETOS

DESARROLLO DEL CIGOTO

Ventaja de la reproducción sexual:

aumenta la variabilidad genética de las

poblaciones y permite los procesos de

adaptación y evolución

Un espermatozoide fecunda un óvulo.

Los núcleos se fusionan.

División de la célula huevo.Célula huevo.El espermatozoide

pierde la cola.

Óvulo y espermatozoide.

Cigoto

REPRODUCCIÓN SEXUAL EN VEGETALES

CICLOS BIOLÓGICOS

n

2n

Fecundación

Meiosis MeiosisFecundación

2nCigoto

2nCigoto

n

n

Gametos

n

nGametos

CICLO HAPLONTE

CICLO DIPLONTE

Es característico de organismos que poseen una dotación cromosómica

haploide. La meiosis tiene lugar tras la fecundación.

Es característico de organismos que poseen una dotación cromosómica

diploide. La meiosis tiene lugar antes de la fecundación.

MeiosisFecundación

2nCigoto

n Gametos

n

CICLO DIPLOHAPLONTE

Es característico de organismos que presentan alternancia de fases en su ciclo biológico con dos tipos de individuos, haploides y diploides.

nMeiosporas

2n

Célula esporógena

CICLO DIPLOHAPLONTE DE UN HELECHO

Fase esporofítica

Fase gametofítica

Esporofito adulto (2n)

Gametos (n)

Gametofito adulto (n)

Gametofito joven (n)

Espora en germinación

Espora (n)Meiosis

Fecundación

Esporangio (2n)

CICLO DIPLOHAPLONTE

PROFASE METAFASE

ANAFASE TELOFASE

MITOSIS: GENERA CÉLULAS DE IGUAL Nº DE CROMOSOMAS

LA MEIOSIS ES CARACTERÍSTICA DE CÉLULAS EUCARIÓTICAS.

GENERA CÉLULAS CON LA MITAD DE CROMOSOMAS

Sobrecruzamiento

2n

n

FASES DEL CICLO CELULAR

Fase G1

Desde que nace la célula hasta la fase S

Desde que se acaba la S hasta inicio de la M

Mitosis o cariocinesis

Citocinesis

Fase S

Interfase

Fase G2

FASE M: MITOSIS + CITOCINESIS

PROFASE

Condensación de la cromatina.

Separación de los centríolos a los polos opuestos.

Formación del huso acromático o mitótico.

Desaparece la membrana nuclear y el nucléolo.

Se forman los cinetocoros en los centrómeros.

METAFASE

Los cromosomas alcanzan el grado máximo de condensación.

El huso acromático se extiende entre los dos polos.

Se forma la placa ecuatorial o metafásica.

Cada una de las cromátidas del cromosoma queda orientada hacia

un polo.

ANAFASE

Las cromátidas de cada cromosoma se separan hacia los polos opuestos formando los cromosomas anafásicos.

Los microtúbulos polares se alargan y separan los dos polos del huso acromático.

Concluye cuando las cromátidas llegan a los polos.

TELOFASE

Los nucleolos reaparecen y los cromosomas

empiezan a descondensarse.

La membrana nuclear reaparece en cada polo.

Fases de la Mitosis (División nuclear por la que se generan 2 células con igual nº de cromosomas que

su progenitora)PROFASE METAFASE

ANAFASETELOFASE

Centrosoma: PRÓXIMO AL NÚCLEO, EN CÉLULAS ANIMALES

Centriolo

Microtúbulos

CentrioloMaterial pericentrolar

CORTE TRANSVERSAL (estructura 9+0)

Estructura en rueda de carro

Microtúbulo A

Microtúbulo B

Microtúbulo C

Nexina

Centrosoma al MET

FUNCIÓN

0,2 m

Es el centro organizador de los microtúbulos. De él

derivan todas las estructuras formadas por microtúbulos

(cilios, flagelos, huso mitótico...)

Citocinesis: división del citoplasmaConsiste en la división del citoplasma y de los orgánulos entre las dos células hijas.

CITOCINESIS ANIMAL CITOCINESIS VEGETAL

Surco de segmentaciónIrá estrechándose hasta provocar la separación.

Anillo contráctilFormado por actina y miosina.

Aparato de Golgi PlasmodesmosAseguran la comunicación entre las dos células hijas.

Vesículas

Microtúbulos

FragmoplastoTabique de separación formado por fusión de vesículas

Existe estrangulamiento del citoplasma. No existe estrangulamiento del citoplasma.

Meiosis: profase ILEPTOTENO

ZIGOTENO

PAQUITENO

DIPLOTENODIACINESIS

Placas de unión

Envoltura nuclear

Complejo sinaptonémico

Cromátidas hermanas (maternas) Cromátidas

hermanas (paternas)

Nódulo de recombinación

Elementos centrales

Elementos laterales

Quiasmas

Las dos cromátidas están estrechamente unidas.Los cromosomas unidos a la envoltura nuclear.

Sinapsis de los cromosomas homólogos a través del complejo sinaptonémico.

Sobrecruzamiento y recombinación genica.

Separación de los cromosomas homólogos. Permanecen unidos por los quiasmas.

Visibles las cromátidas hermanas unidas por el centrómero. Las cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos unidas por los quiasmas

Meiosis: metafase I, anafase I y telofase IMETAFASE I

ANAFASE I

Quiasma Centrómeros

En la placa ecuatorial se disponen las tétradas, unidas por los quiasmas. Los quinetocoros están fusionados y se orientan hacia el mismo polo.

No se separan las cromátidas como en la mitosis, sino cromosomas completos.

Cada cromosoma del par de homólogos, se separa hacia un polo de la célula.

TELOFASE I

Reaparece la membrana nuclear y el nucléolo. Los cromosomas sufren una ligera descondensación.Se obtienen dos células hijas haploides.

División meióticaDIVISIÓN MEIÓTICA I DIVISIÓN MEIÓTICA II

Replicación del ADN

Cromosoma homólogo materno

Cromosoma homólogo paterno

Apareamiento de cromosomas

homólogos y recombinación

génica

Separación de cromosomas

División celular I

División celular II

Separación de cromátidas

4 gametos haploides

BUSCA EJEMPLOS DE ORGANISMOS QUE SE REPRODUZCAN MEIDANTE GEMACIÓN

-GEMACIÓN: La célula madre emite protuberancias (yemas) que crecen poco a poco hasta que se separan originando células hijas más pequeñas.

-ESPORULACIÓN: La célula madre divide muchas veces su núcleo y alrededor de cada núcleo se forma una membrana, originándose muchas células pequeñas llamadas ESPORAS, que se liberarán al romperse la membrana de la célula madre.

BIPARTICIÓN: La célula madre se parte en dos células hijas idénticas a ella.

DIVISIÓN DEL NÚCLEO: MEIOSIS

                                                                                    

 Animación de la división IDIVISIÓN II

La célula binucleada divide su citoplasma en dos, quedando dos células hijas que van a entrar en la segunda división meiótica.

                                                                                    

Animación de la meiosis

Es como una mitosis normal que se da simultáneamente en las dos células hijas; en profase II se unen cromosomas individuales a las fibras del huso y en anafase II se separan cromátidas; al final de la citocinesis II tendremos cuatro células hijas que tendrán cada una la mitad de las cadenas de ADN que tenían en la interfase; serán por tanto células haploides cuya función será la de intervenir en la fecundación, es decir, serán gametos. En las células vegetales la meiosis es similar pero con las mismas diferencias que en la mitosis normal.