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Fundación Belén EducaDepartamento de CienciasI° medio

MODULO I° ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LOS SERES VIVOS


SÍNTESIS MÓDULO 1: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LOS SERES VIVOSPERÍODO DE TRABAJO: 4º semana de marzo hasta la 2º semana de junio.

Nº DE HORAS: (24) Nº DE SEMANAS: (12) Nº DE CLASES : (12)

CONTENIDOS APRENDIZAJE S ESPERADOS INDICADORES DE EVALUACIÓN1. Identificación de las principales moléculas

orgánicas que componen la célula y de sus propiedades estructurales y energéticas, en el metabolismo celular.

1.1 Reconocer que la compartimentalización de las células eucariontes es clave para la función celular.

1.1.1 Identificar los organelos celulares

1.1.2 Relacionar los organelos celulares con su función

1.2 Describir investigaciones científicas clásicas o contemporáneas relacionadas con la teoría celular.

1.2.1 Enunciar la Teoría celular

2. Explicación del funcionamiento de los tejidos y órganos basada en la actividad de células especializadas que poseen una organización particular, por ejemplo, la célula secretora, la célula muscular.

2.1 Comprender que la célula está constituida por diferentes moléculas biológicas que cumplen funciones específicas en el metabolismo celular.

2.1.1 Asociar las moléculas biológicas con su función especifica.

2.2 Comprender que el funcionamiento de órganos y tejidos depende de células especializadas que aseguran la circulación de materia y el flujo de energía.

2.1.2 Identificar las funciones de los diferentes tipos de células.

3. Explicación de fenómenos fisiológicos en base a la descripción de mecanismos de intercambio entre la célula y su ambiente (transporte activo, pasivo y osmosis) y extrapolación de esta información a situaciones como, por ejemplo, la acumulación o pérdida de agua en tejidos animales y vegetales.

3.1 Comprender los procesos de intercambio de sustancias entre la célula y su ambiente a partir de evidencia experimental.

3.1.1 Experimentar con diferentes medios (isotónico, hipertónico e hipotónico)

3.1.2 Explicar la importancia del intercambio de las células con el ambiente.

Evaluación: Se evaluará con pautas de cotejo, además con una prueba al finalizar la unidad. Los alumnos deberán diseñar fuera del horario de clases un modelo de organelo celular, se les entregará una pauta y se calificará.


PLANIFICADORES CLASE A CLASE

MÓDULO 1: LA CELULA CLASE: 1CONTENIDO: Características de los seres vivos TIEMPO: 1 hora 30 minutosAPRENDIZAJE(S) ESPERADO(S)

1. Conocen las características de los seres vivos y logran comprender que estas los define como tales.

2. Algunos organismos son células únicas mientras otros son multicelulares.

OBJETIVOS ESPECIFICOS DE LA CLASE:

1. Diferencian entre organismos según complejidad se su composición celular.

2. Reconocen que toda la materia viva posee las mismas características.

CONTENIDO Y CONCEPTOS DE LA CLASE:

1. Organismos unicelulares 2. Organismos pluricelulares3. Metabolismo.4. Reproducción.5. Movimiento.

VERIFICACION DE LOGRO:

1. Identifican las características de los seres vivos.

2. Dan ejemplos de característica y ser vivo donde se pueda apreciar.

INICIO-MOTIVACION ( 15 Minutos) RECURSOS REQUERIDOSProfesor:Alumno:

Menú:

Org. Unicelulares v/s pluricelulares.¿Cuáles son los 5 dominios de la naturaleza?Caracterización de la vida.

Actividades de inicio:

Se le pregunta a los alumnos:¿Qué es la biología y cual es su objeto de estudio?¿Qué es la vida?¿Qué son los seres vivos?¿Cuáles son los 5 superreinos de la naturaleza?

DESARROLLO DE ACTIVIDADES ( 50 Minutos)

El profesor indica que todos los seres vivos están agrupados en los cinco dominios de la naturaleza ya sean unicelulares o pluricelulares y se entregan ejemplos de esto.

Recomendaciones para el trabajo con niños integrados y/o con atención psicológica

Profesor: (X)


Se solicita que escriban en su cuaderno las características que ellos piensan que poseen los seres vivos, insistiendo en que es distinto del ciclo de vida de un ser vivo, luego el mediador recoge los conceptos adecuados y los define:

a. Metabolismo.b. Movimientoc. Reproducción.d. Nutrición.e. Eliminación de desechos.f. Respiración.g. Irritabilidad.h. Adaptación

Alumno: (X)

ACTIVIDADES DE CIERRE ( 25 Minutos)

El mediador una ves entregadas las características de los seres vivos cuestiona a los alumnos de manera que ellos identifiquen cada una de las características en distintos organismos en los cuales no son tan evidentes como por ejemplo:¿Las plantas se mueven, como?¿Los árboles respiran? ¿Los hongos se reproducen?¿Las algas se alimentan?¿Las bacterias eliminan desechos?

En el caso de que existan errores o confusiones el mediador explica por medio de ejemplos como los seres vivos realizan todas las actividades propuestas.



MÓDULO 1: LA CELULA CLASE: 2CONTENIDO: La célula como unidad funcional. Teoría celular.

TIEMPO: 1 hora 30 minutos

APRENDIZAJE(S) ESPERADO(S)

1. Que las células son las unidades estructurales de todos los seres vivos y que su actividad es la base de todas las funciones biológicas

2. Las implicaciones de la teoría celular en su contexto histórico y biológico

3. La importancia de la microscopía en el conocimiento de los sistemas vivos, valorando su papel en el descubrimiento de las células y sus estructuras internas.


1. Conocen los postulados de la teoría celular y apreciar su contexto histórico y los científicos que contribuyeron en su formulación.


1. Célula.2. Microscopia.3. Teoría.4. Estructura 5. Función6. Clonación7. Material genético.


1. Los alumnos son capaces de definir de manera correcta que son las células. 2. Enuncian y explican cada uno de los postulados de la teoría celular.

INICIO-MOTIVACION ( 15 Minutos) RECURSOS REQUERIDOS

Profesor:Imágenes de célulasPapelografoPower point

Alumno:

Menú:

¿De que están hechos los seres vivos?¿Qué es una célula?Teoría celular.


El mediador abre la clase con la pregunta siguiente ¿De que están hechos los seres vivos? Una vez resuelta esta interrogante por parte de los alumnos se procede a mostrar imágenes de células tanto procariontes como eucariontes animales y vegetales


El docente luego de acordar que los seres vivos están formados por células plantea una segunda interrogante ¿Qué es una célula? e indica que para poder responder la pregunta de manera asertiva es


Profesor: (X)


necesario conocer la teoría celular que fue desarrollada por científicos a través del tiempo y que consta de cuatro postulados básicos:

1. La célula es la unidad estructural de todos los seres vivos.2. La célula es la unidad funcional de toda la materia viva, en ella se realizan los procesos

bioquímicos que permiten la supervivencia de ella misma.3. Toda célula proviene de otra célula. Por lo tanto es la unidad de origen.4. “La célula contiene el material hereditario que permite la autorreproduccion celular”.

El mediador explica cada uno de los postulados de la teoría celular sin embargo el cuarto postulado se trata mediante la revisión de el experimento de la oveja dolly

Alumno: (X)

ACTIVIDADES DE CIERRE ( 25 Minutos) Se entrega una guía de trabajo en la que aparezca una revisión histórica del desarrollo de la teoría celular y sus implicancias, además que ellos expliquen con sus palabras cada uno de los postulados de la teoría celular


Departamento de CienciasProfesora: Alejandra Palma

Guía de trabajo 1.“ Organización, estructura y función celular”

Nombre: Curso:

La invención del microscopio fue fundamental en la historia de la biología

Si bien la biología actual se basa en que todos los seres vivos funcionan gracias a las células que los forman, tal idea surgió recién hace poco más de 160 años. Cabe preguntarse entonces, ¿qué se sabía sobre la vida y los seres vivos antes de saber de las células? En la tabla 1 se resumen algunos de los hitos más importantes de la biología “pre-celular”.

Actividad 1:a) ¿Eres capaz de ubicar en un mapa los países a que pertenecían los descubridores indicados en la tabla 1?b) Es natural que los primeros hitos se ubiquen en la cuna de la civilización occidental: Egipto y Grecia ¿Existe una

explicación que casi todos los demás científicos pertenezcan a países europeos? Consulta a un profesor de historia

c) Escoge los tres hitos que te parezcan más importantes y explica por quéd) ¿Cuáles de los descubrimientos señalados pueden atribuirse a la invención del microscopio?e) ¿Puede decirse que la invención del microscopio tuvo consecuencias inmediatas en el desarrollo de la biología?

Justificaf) Si las células se definieron en 1665, ¿por qué crees que demoró tanto en suponerse que todos los seres vivos estaban

formados de células?

Tal como se señala en la tabla 1, no se describió a las células sino hasta 1665, cuando Robert Hooke examinó un trozo de corcho con un microscopio que había fabricado (figura 1). En su libro Micrographia, Hooke dibujó y describió muchos de los objetos que había visto al microscopio. En realidad no vio células en el corcho, sino las paredes de las células de corcho muertas (figura 2). No fue sino hasta mucho tiempo después cuando se supo que el interior de la célula, rodeado por las paredes, es la parte importante de la estructura.Unos pocos años después de que Hooke describiera células de corcho muertas, el naturalista holandés Anton van Leeuwenhoek observó células vivas con lentes pequeñas que él pulió. Sin embargo, no dio a

conocer sus técnicas de fabricación de lentes, y transcurrió más de un siglo antes de que los biólogos advirtieran la importancia de los microscopios y lo que podrían revelar. No fue sino hasta principios del siglo XIX cuando los microscopios estuvieron lo suficientemente desarrollados para que los biólogos pudieran iniciar el estudio de las células.

El microscopio óptico, el tipo usado en casi todos los colegios,

consiste en un tubo con lentes de aumento en cada extremo. (Dado que contiene varias lentes, este instrumento a veces se denomina microscopio compuesto.) El principio es muy simple: por el objeto que se observa y por las lentes pasa luz visible. Las lentes refractan (desvían) la luz, con lo que la imagen se amplifica.

Figura 1. Microscopio utilizado por Robert Hooke

Figura 2. “Células” de corcho vistas por Hooke con su microscopio


Tabla 1. Principales hitos de la historia de la biología, antes de la teoría celularAño Hito Descubridor o inventor

1800 AC1550 AC500 AC420 AC350 AC320 AC300 AC280 AC250 AC

180131615431553155515901603161416201624162816531658166016611665166816691676168016821683

1686-9117331735174517481749175217591768177117791779178017831796179818001801180618091810181718221825182718271831183618371838

Uso de la fermentaciónPrimera compilación de curas para enfermedadesPrimeras disecciones humanas con fines científicos“Todas las enfermedades tienen causas naturales”Primera clasificación de los animalesPrimer libro de anatomíaDistinción entre arterias y venasNervios pueden ser sensoriales o motoresComplejidad del cerebro humano explica su inteligenciaAnatomía comparada, importancia de la médula espinalPrimer tratado exclusivamente dedicado a la anatomíaNuevo tratado de anatomía humanaCirculación pulmonarEstudio de homologías entre animales de distribuciones distantesInvención del microscopio (aunque sin fines científicos)Función de las válvulas venosasPrimeras evidencias de las transformaciones químicas del cuerpoBases del método científico. Inducción por sobre la deducciónEvidencias de transformaciones químicas en plantasCirculación sanguíneaDescubrimiento de los vasos linfáticosDescubrimiento de los glóbulos rojos. EntomologíaDescubrimiento de los vasos capilaresImportancia del balance ácido base del cuerpo. Digestión es químicaPublicación de “Micrographia”: se les llama células a las células“Golpe” a la teoría de la generación espontáneaFósiles son animales que vivieron hace mucho tiempoPerfeccionamiento de lentes permite ver muchos microorganismosMúsculos y huesos funcionan en base a sistemas de palancasLas plantas son seres sexuales, igual que muchos animalesDescubrimiento de las bacteriasClasificación de plantas y animalesMedición de la presión sanguíneaTaxonomía y nomenclatura binominalHay hierro en la sangre (elemento traza)Descubrimiento de la osmosis (traspaso de agua a través de una membrana)Ideas transformistas: cree en la evolución de los seres vivosEvidencias que la digestión es un proceso químicoLos embriones no son miniaturas. Desarrollan tejidos indiferenciadosNi siquiera los microorganismos surgen por generación espontáneaRelación entre plantas, animales y dióxido de carbonoFertilización es un proceso que requiere al padre y a la madreLas plantas con clorofila usan CO2 y producen O2 solo en presencia de luzLa contracción muscular tiene “algo” que ver con la electricidadLa respiración es una combustiónVacunación contra la polioAnatomía compaada como evidencia evolutivaDescripción de 21 tejidos distintos, que formaban todos los órganosPrimera clasificación de los invertebrados. Invención de la palabra “biología”Aislamiento de la Asparagina (desde el espárrago)Primera teoría evolutivaDistinción funcional entre materia gris y blanca del sistema nerviosoAislamiento de la clorofila de las plantasDescubrimiento del primer fósil de dinosaurio: el IguanodonteDetalles del proceso digestivo, mediante vivisección (accidental)El óvulo está dentro del folículoClasificación de los alimentos en base a composición químicaLas células tienen núcleoAislamiento de la primera enzima animalLa fotosíntesis sólo ocurre en células vegetalesTodos los seres vivos están formados y funcionan mediante células

EgiptoEgiptoAlcmaeon (Grecia)Hipócrates (Grecia)Aristóteles (Grecia)Teofastro (Grecia)Praxágoras (Grecia)Herófilo (Grecia)Erasistrato (Grecia)Galeno (Grecia)De Luzzi (Italia)Vesalio (Flandes, España)Servet (España)Belon (Francia)Janssen (Holanda)Fabricio (Italia)Santorio (Italia)Bacon (Inglaterra)Van Helmont (Flandes, España)Harvey (Inglaterra)Rudbeck (Suecia)Swammerdam (Holanda)Malpighi (Italia)Silvio (Holanda)Hooke (Inglaterra)Redi (Italia)Steno (Dinamarca)Leeuwenhoek (Holanda)Borelli (Italia)Grew (Inglaterra)Leeuwenhoek (Holanda)Ray (Inglaterra)Hales (Inglaterra)Linneo (Suecia)Menghini (Italia)Nollet (Francia)Buffon (Francia)Réaumur (Francia)Wolff (Alemania)Spallanzani (Italia)Priestley (Inglaterra)Spallanzani (Italia)Ingenhousz (Holanda)Galvani (Italia)Lavoisier (Francia)Jenner (Inglaterra)Cuvier (Francia)Bichat (Francia)Lamarck (Francia)Vauquelin (Francia)Lamarck (Francia)Gall (Alemania)Pelletier y Caventou (Francia)Mantell (Inglaterra)Beaumont (Estados Unidos)Von Baer (Rusia)Prout (Inglaterra)Brown (Inglaterra)Schwann (Alemania)Dutrochet (Francia)Schleiden y Schwann (Alemania)

A partir del modelo básico, biólogos, físicos e ingenieros han colaborado en la creación de una diversidad de microscopios para analizar estructuras cada vez más pequeñas y precisas. En algunos casos, los biólogos utilizan microscopios para observar células vivas. Sin embargo, en la mayor parte de los casos, el especimen debe prepararse con cuidado, haciendo cortes o secciones muy delgadas y tiñéndolos.Los microscopios ópticos proporcionan una variedad de imágenes, dependiendo de cómo se ilumine la muestra (por ejemplo, desde arriba [campo obscuro] o desde abajo [campo claro]) o si ha sido teñida. La


estructura más pequeña que puede observarse es de 1 micrómetro aproximadamente (la milésima parte de un milímetro).

En la figura 3 se indican las principales partes de un microscopio óptico.

Actividad 2: Analiza el esquema de la figura 3 y resuelve las siguientes tareas.a) Averigua la función de la platina, los tornillos, el diafragma y el condensadorb) Pinta una flecha sobre el esquema, que indique la dirección de la luz, desde su origen, hasta el ojo del observadorc) Averigua qué aumentos tienen los microscopios de nuestro laboratorio

Organización general:

Partes ópticas: Ocular Tubo Objetivos

Partes mecánicas: Brazo o estativo Revólver Platina Pinzas Tornillo macrométrico Tornillo micrométrico Tornillo del condensador Pie

Partes relativas a la luz: Lámpara Diafragma Condensador

Figura 3. Partes de un microscopio óptico (similar al que usarás en el laboratorio)

Además del microscopio óptico, existen microscopios que permiten ver muestras mucho más pequeñas, los que han sido desarrollados desde la 2ª mitad del siglo XX. Los microscopios electrónicos utilizan haces de electrones en lugar de luz. Los electrones se enfocan mediante campos magnéticos en lugar de lentes. Algunos tipos de microscopios electrónicos pueden resolver estructuras de unos cuantos nanómetros (la mil millonésima parte de un metro). Los microscopios electrónicos de transmisión (MET) pasan electrones a través de una muestra delgada y pueden mostrar estructuras dimi nutas dentro de las células, incluyendo a los organelos y membranas plasmáticas. Los microscopios electrónicos de barrido (MEB) rebotan electrones sobre las muestras que han sido cubiertas con metales y proporcionan imágenes tridimensionales. Los MEB pueden utilizarse para ver estructuras en un rango de tamaño que va desde insectos completos hasta células y aún organelos.

Actividad 3: Observa detenidamente las siguientes fotos tomadas mediante microscopio (micrografías) y señala qué tipo de microscopio se utilizó en cada caso. Justifica1

1 Se recomienda observar estas imágenes directamente en el monitor de tu computador, tanto por el detalle, como por el color, presente en algunas de las micrografías


a. Ameba, organismo formado por una sola célula (unicelular), que mide cerca de 50 micrones

b. Células del interior de una trompa de Falopio. Cada uno de los “pelitos” que se ven mide 10 micrones de largo y se llaman cilios

c. Espermio acercándose a un óvulo. El óvulo humano es una célula que mide poco más de 100 micrones

d. Núcleo de una célula animal, de alrededor de 5 micrones de diámetro

e. Corte transversal de una hojaf. Poros de salida de glándulas gástricas. Por una de ellas sale un chorro de jugo gástrico

g. Corteza cerebral humana, que tiene un espesor de unos pocos milímetros

h. Glóbulo blanco deformado al atravesar por un capilar sanguíneo. Este capilar tiene un diámetro de unos 10 micrones

i. Capilar sanguíneo cortado transversalmente, por el que asoma un glóbulo rojo, célula que mide 7 micrones de diámetro

La teoría celular surge tras el análisis microscópico de células vegetales y animales

Como se sugiere en la primera parte de esta guía, el conocimiento humano de la naturaleza celular de la vida fue lento. Debe reconocerse que Robert Hooke, junto con definir “célula” al referirse a los espacios dejados por las paredes celulares del tejido del alcornoque (corcho), también señaló que "dichas celdillas están llenas de jugos." Sin embargo, Hooke no dijo lo que eran estas células y como se relacionaban con la vida de todas las plantas.


En 1673, el inventor holandés, Anton Van Leeuwenhoek dio a conocer a la Sociedad Real Británica sus observaciones acerca de los eritrocitos, espermatozoides y de una gran cantidad de "animáculos" microscópicos contenidos en el agua de los charcos. Pasó más de un siglo antes de que los biólogos comenzaran a entender la importancia de las células en la vida en la Tierra. Los microscopistas primero se dieron cuenta de que muchas plantas estaban formadas completamente por células. La pared gruesa que rodea a todas las células de las plantas hizo que estas observaciones fueran fáciles. Sin embargo, las células animales fueron descubiertas hasta 1830, cuando el zoólogo alemán Theodor Schwann vio que el cartílago contiene células que "semejan exactamente a las células de las plantas". En 1839, después de estudiar las células durante años, Schwann publicó su teoría, llamando células a las partes elementales, tanto de plantas como de animales. A mediados de 1800, un botánico alemán, llamado Mattias Schleiden, tuvo una visión científica más refinada de las células al escribir: "...es fácil percibir que los procesos vitales de las células individuales deben formar los fundamentos básicos absolutamente indispensables" de la vida.En pocos años, varios microscopistas habían observado que las células vivas podían crecer y dividirse en células más pequeñas. En 1858, el patólogo austríaco, Rudolf Virchow escribió: "cada animal es la suma de sus unidades vitales, cada una de las cuales contiene todas las características de la vida". Es más, Virchow predijo: "donde hay una célula, tiene que haber existindo una célula anterior, de la misma manera que un animal se forma de otro animal y una planta sólo de una planta". Cabe recordar que en aquellos años todavía existían defensores de la abiogénesis, es decir la posibilidad de generar vida desde materia inanimada.Desde la perspectiva que proporcionaba la teoría de la evolución de Darwin, que se publica al año siguiente (1859), el concepto de Virchow adquiere un significado mucho mayor: hay una continuidad inquebrantada entre las células modernas – y los organismos que las poseen – y las primeras células primitivas de la Tierra. La idea de que todas las células vivas de hoy tienen antecesoras que se remontan a tiempos antiguos fue planteada por primera vez hacia 1880 por el biólogo alemán August Weismann.

De esta manera, los tres principios de la teoría celular moderna evolucionaron directamente de los enunciados de Virchow:1. Cada organismo vivo está formado por una o más células.2. Los organismos vivos más pequeños son células únicas y las células son unidades funcionales de los

organismos multicelulares.3. Todas las células provienen de células preexistentes.

Figura 4. Los precursores de la actual teoría celular

Theodor Ambrose Schwann

(1810 – 1882)

Matthias Jakob Schleiden (1804 – 1881)

Rudolf Virchow(1821 – 1902)

August Weismann(1834-1914)

Las células tienen distintas formas, tamaños y funciones, pero comparten algunas características comunes

Tras la difusión de la teoría celular, fueron muchos los hallazgos en torno a la diversidad de células que era posible encontrar en los seres vivos. Sin embargo, existen algunas condiciones compartidas por todas las células independientes del origen que esta tenga:

Membrana celular: todas las células están rodeadas por una membrana celular. Esta actúa como una barrera entre el interior de la célula y su medio ambiente. También controla el paso de materiales dentro y fuera de la célula.


Material hereditario: en coherencia con el tercer postulado de la teoría celular, cuando se forman nuevas células, reciben una copia del material hereditario de las células originales. Este material es el ADN, que controla las actividades de una célula.

Citoplasma y organelos: Las células tienen sustancias químicas y estructuras que le permiten comer, crecer y reproducirse, las cuales se llaman organelos.

De tamaño pequeño: la mayoría de las células son invisibles a simple vista. Ya tuviste ocasión de constatar tal hecho en el primer trabajo práctico. Tú mismo estás formado por cerca de 100 billones de células y para cubrir el punto de la letra i se necesitarían cerca de 50.

La célula eucarionte posee núcleo y una gran variedad de organelos de formas y tamaños bien definidos

Identifica y rotula cada uno de estos organelos citoplasmaticos

La célula eucarionte puede estudiarse según las estructuras presentes en cada compartimento

A continuación se describen las estructuras más importantes de una célula eucarionte. Se debe tener presente que la principal condición de este tipo de célula es el hecho de tener compartimentos independientes. Tales compartimentos permiten estudiar la célula en base a ambientes y zonas límite que tienen funciones específicas. Sin embargo, debe recordarse que de una u otra forma, todas las estructuras de una célula están estrechamente relacionadas. El el esquema de la figura 6 sirve de referencia para establecer las primeras relaciones de ubicación. Toda célula eucarionte consta de una membrana plasmática que envuelve al citoplasma y al núcleo. Si bien el núcleo está rodeado de citoplasma, su tamaño, función y características de su membrana se definen mejor si se describe en forma independiente a los demás componentes citoplasmáticos.El citoplasma posee una fase semilíquida, el citosol, que está atravesado por una red compleja de citoesqueleto. Embebidos en el citosol y afirmados por el citoesqueleto, se ubican los organelos y las inclusiones citoplasmáticas.

MEMBRANA PLASMÁTICALa membrana plasmática es una estructura superficial limitante, que da individualidad a la célula, separándola del medio externo o de otras unidades similares.

Figura 6. Organización general de una célula eucarionte.

Figura 5. Esquema de una célula eucarionte

Célulaeucarionte

Núcleo

Citoplasma

Membrana plasmática

Citosol

Organelos

Citoesqueleto


Organización:La membrana plasmática de las células animales y vegetales está formada por lípidos y proteínas, además de una pequeña cantidad de carbohidratos.Los principales lípidos de la membrana son fosfolípidos, que se disponen formando una doble capa. Distribuidas en la bicapa se encuentran distintos tipos de proteínas, ya sea atravesándola (proteínas integrales) o dispuestas sobre la cara interna (proteínas periféricas). Al igual que los lípidos, estas proteínas pueden cambiar de lugar, otorgándole un gran dinamismo estructural a la membrana.2

Figura 7. Estructura general de la m. plasmática

Funciones: Participación en procesos de reconocimiento celular. Determinación de la forma celular. Recepción de información externa y transmisión al interior celular. Regulación del movimiento de materiales entre los medios intra y

extracelular y mantención de la concentración óptima para llevar a cabo los procesos celulares.

Tipo de célula:Todas las células, sin excepción. Cabe señalar, sin embargo, que ciertas células animales poseen un alto grado de desarrollo de su membrana, en cuanto a la proyección de plegamientos (por ej. células gliales del sistema nervioso) o microvellosidades (por ej. células intestinales y renales)

ConexionesDesdeCitoesqueleto: fibras citoesqueléticas se asocian con proteínas de la m. plasmáticaCitosol: muchas de las sustancias que atraviesan la membrana provienen del citosolREL: los fosfolípidos de la m. plasmáticas se forman en el REL

HaciaCitosol: Toda sustancia que atraviesa la membrana, llega al citosolVacuola fagocítica: la vacuola se forma de un plegamiento de la membrana plasmática

CITOSOL Fig. 8. Aspecto del citosol al MET (en la “lupa”)Organización:El citosol constituye el medio celular en el que ocurren procesos de biosíntesis (fabricación) de materiales celulares y de obtención de energía. Procesos mecánicos como el movimiento del citoplasma o ciclosis en células vegetales y la emisión de seudópodos en las células animales dependen de las propiedades de semilíquido del citosol.El citosol está compuesto por agua, enzimas, ARN, proteínas estructurales, inclusiones, etc. y constituye cerca del 54% del volumen total de una célula.

Funciones: Síntesis de moléculas orgánicas, por ej., proteínas mediante ribosomas Transporte, almacenamiento y degradación de moléculas orgánicas, como grasas y glucógeno

Tipo de célula:Todas, en general.

ConexionesDesdeM. plasmática: transporte de sustancias que ingresan a la célulaNúcleo: transporte de ARN

HaciaNúcleo: transporte de nucleótidos y proteínas ribosomalesM. plasmática: transporte de sustancias de desecho

CITOESQUELETOEs una red de filamentos proteicos que surca el citosol, participando en la determinación y conservación de la forma celular, en la distribución de los organelos en el citosol y en variados tipos de movimientos celulares. Los principales tipos de filamentos citoesqueléticos son:Figura 9. Tres tipos de fibras citoesqueléticas Organización: Funciones:

2 Más detalles estructurales y funcionales de la membrana plasmática, se entregan en la página 28


Microfilamentos: cadenas dobles trenzadas, cada una formada por un hilo de subunidades de una proteína llamada actina; cerca de 7 nm de diámetro y hasta varios centímetros de longitud (en el caso de células musculares).

Contracción muscular; cambios en la forma celular, incluida la división citoplasmática en las células animales; movimiento citoplasmático; movimiento de seudópodos

Filamentos intermedios: constan de 8 subunidades formadas por cadenas proteicas que parecen cuerdas; 8 - 12 nm de diámetro y 10-100 mm de longitud.

Mantenimiento de la forma celular; sujeción a microfilamentos en células musculares; soporte de extensiones de células nerviosas; unión de células.

Microtúbulos: tubos formados por subunidades proteicas espirales de dos partes; cerca de 25 nm de diámetro y pueden alcanzar 50 mm de longitud. La proteína que forma las subunidades se llama tubulina.

Movimiento de cromosomas durante la división celular coordinado por los centriolos; movimiento de organelos dentro del citoplasma; movimiento de cilios y flagelos

Tipo de célula:En general, todas las células eucariontes poseen los tres tipos de componentes citoesqueléticos. El uso de uno u otro dependerá de la tarea específica de la célula. Sólo las células animales poseen centriolos para coordinar la división celular. Las células ciliadas pueden ser independientes como muchas especies de organismos unicelulares o formando tejidos, como es el caso de la superficie interna de la tráquea o la trompa de Falopio. Los flagelos se pueden encontrar en protozoos y espermatozoides.

ConexionesDesdeRibosomas: síntesis de todas las proteínas citoesqueléticas

HaciaLa mayoría de los organelos está afirmado por el citoesqueletoM. plasmática: Muchas fibras está fijas a proteínas de la membranaVesículas: los movimientos de lisosomas, vacuolas, etc. dependen del citoesqueleto.

NÚCLEOEl núcleo es una estructura que se presenta en todo tipo de célula, excepto en las bacterias y cianobacterias. Comúnmente existe un núcleo por célula, si bien algunas células carecen de éste (como el glóbulo rojo) y otras son bi o plurinucleadas (como las células del músculo esquelético). La forma nuclear es variable dependiendo en gran parte de la forma celular, en tanto su tamaño guarda relación con el volumen citoplasmático. Figura 10. Morfología y relaciones estructurales del núcleo

Organización:Cuando la célula no se está dividiendo, el núcleo está constituido por una envoltura nuclear o carioteca, el material genético o cromatina


y uno o más nucléolos. Tanto la cromatina como el nucléolo están incluidos en un medio semilíquido llamado jugo nuclear o carioplasma. Durante la división celular se pierde esta organización, ya que desaparece la carioteca y el nucléolo, en tanto la cromatina se condensa y forma a los cromosomas.Carioteca: Es una doble membrana provista de poros. Forma parte del sistema de membranas internas de la célula, presentando continuidad con el RER. Su superficie externa suele presentar ribosomas adheridos, mientras que a la superficie interna se adosan gránulos de cromatina. A través de los poros se mantiene un intercambio permanente de materiales entre el carioplasma y el citoplasma.Cromatina: Es una red de gránulos y filamentos constituida por ADN y proteínas. El ADN es la molécula que posee la información con el diseño de todas las proteínas que es capaz de elaborar el organismo de una especie. Cuando la célula se dispone a dividirse, la cromatina se duplica y luego se condensa para formar los cromosomas, que actúan como portadores de la información hereditaria.Nucléolo: Es una estructura intranuclear desprovista de membrana. Alcanza su mayor desarrollo, en cuanto a tamaño y cantidad, en células que sintetizan activamente proteínas. En el nucleolo se sintetiza ARN y además se arman los ribosomas que luego se desplazan hasta el citosol y/o RER a través de los poros nucleares

Funciones: Separa el material genético del citosol. Controla la síntesis de proteínas. Ensambla los ribosomas en el nucleolo.

Tipo de célula:Células eucariontes en general. El nucleolo tiene mayor desarrollo en células con activa síntesis de proteínas, por ejemplo algunos tipos de células glandulares

ConexionesDesdeCitosol: recibe proteínas que controlan la lectura del ADN

HaciaCitosol: traspasa ribosomas y ARNRER: traspasa ribosomas

RETÍCULO ENDOPLÁSMICOEs un organelo constituido por un sistema de túbulos y vesículas interconectados que comunica intermitentemente con las membranas plasmáticas y nuclear y que funciona como un sistema de transporte intracelular de materiales. Hay dos tipos de retículo endoplásmico: RETÍCULO ENDOPLÁSMICO RUGOSO (RER) RETÍCULO ENDOPLÁSMICO LISO (REL)

Organización:Rugoso (RER): posee membranas dispuestas en sacos aplanados que se extienden por todo el citoplasma. Están cubiertas en su superficie externa por ribosomas. Liso (REL): posee membranas dispuestas como una red mas bien tubular, que no suele ser tan extendida como el RER. No posee ribosomas en su superficie.

Figura 11. Morfología y relaciones estructurales del RE

Funciones:Rugoso (RER): Almacenamiento y transporte de las proteínas fabricadas en los

ribosomas que posee adosados Liso (REL): Síntesis de lípidos, como esteroides, fosfolípidos y triglicéridos. Detoxificación de materiales nocivos y medicamentos que

penetran en las células, especialmente en el hígado.

Tipo de célula:En general, en todo tipo de células eucariontes.Como la función de los ribosomas es la síntesis de proteínas,

el RER abunda en aquellas células que fabrican grandes cantidades de proteínas.

El REL es abundante en células especilizadas en la síntesis de lípidos, por ejemplo las células que fabrican esteroides como algunas células de los órganos sexuales.

ConexionesDesdeNúcleo: RER recibe ribosomas que se adhieren en su superficie externaRibosomas del RER: RER adquiere proteínas para su almacenamiento y transporte

HaciaAparato de Golgi: transporta proteínas del RER y lípidos del REL

APARATO DE GOLGI


Organización:Es un organelo único del sistema de membranas internas constituido por sacos aplanados o cisternas apiladas y vesículas.

Funciones: Procesa, clasifica y capacita las moléculas sintetizadas en el

RER y REL, para convertirlos en moléculas funcionales Sintetiza moléculas que forman parte de paredes (celulosa) o

de membranas celulares (glicolípidos y glicoproteínas). Produce vesículas de secreción, llenas de materiales originados

en el RER y REL Participa en la formación de lisosomas, así como del acrosoma,

estructura del espermio que posibilita su penetración al óvulo.Tipo de célula: Está especialmente desarrollado en células que participan activamente en el proceso de secreción en las cuáles distribuye intracelularmente y exterioriza diversos tipos de sustancias sintetizadas en el RER y REL.

ConexionesDesdeRER: Golgi modifica las proteínas sintetizadas por el RERREL: Golgi modifica los lípidos sintetizados por el REL

HaciaLisosomas: Golgi da origen a los lisosomasM. plasmática: Golgi libera vesículas que se liberan en la membrana; produce moléculas que forman parte de la membrana

LISOSOMASOrganización:Son organelos provistos de una membrana limitante que encierra gran cantidad de enzimas digestivas, que degradan materiales provenientes del exterior o de la misma célula. Son heterogéneos, aunque la mayoría se puede definir como redondeado u ovoide. Su membrana es resistente a las enzimas que contiene y protege a la célula de la autodestrucción. Su número oscila entre unos pocos y varios cientos por célula.

Funciones: Digestión de material extracelular mediante la exocitosis de

enzimas; así ocurre la digestión de los alimentos en el tubo digestivo, la remodelación del hueso formado y la penetración del espermio en la fecundación. (fig. 9A)

Digestión de restos de membranas celulares mediante “autofagia”. Esto permite la renovación y el recambio de organelos en células dañadas o que envejecen. (fig. 9B)

Digestión de alimentos y otros materiales incorporados a la célula; esto permite alimentarse de gérmenes a ciertas células de funciones defensivas (fig. 9C)

Mediante el rompimiento de la membrana lisosomal en forma programada, la célula puede determinar su autodestrucción, fenómeno que es crucial en varias etapas de la vida y se denomina “apoptosis” (fig. 9D)

Tipo de célula:Son organelos presentes en células eucariontes en general. Son especialmente importantes en células de órganos digestivos, en el tejido óseo (huesos), en el espermio, los glóbulos blancos, entre muchos otros.

ConexionesDesdeGolgi: Los lisosomas son vesículas construidas en el Golgi

HaciaM. plasmática: al liberar enzimas mediante vesículas que se funden con la m. plasmáticaVacuola fagocítica o alimentaria3: se pueden fundir con vacuolas para digerir el interiorCualquier organelo membranoso: para realizar autofagia

PEROXISOMAS Figura 14. Peroxisomas junto a otros organelos

3 En este caso, es un organelo de almacenamiento a corto plazo, a diferencia de la vacuola central de las plantas.

Figura 13. Funciones de los lisosomas

Fig. 12. Morfología y relaciones estructurales del A. de golgi


Se parecen a los lisosomas en que también son organelos redondeados, que poseen una serie de enzimas en su interior.

Organización:La concentración de enzimas que poseen en su interior es tal, que tienden a formar cristales, los que se aprecian como manchas oscuras en su interior. Dos de sus enzimas más importantes son la catalasa y la urato oxidadasa

Funciones: Sus enzimas utilizan O2 para eliminar átomos de hidrógeno a varios tipos de

moléculas orgánicas, a través de una reacción química que produce peróxido de hidrógeno (H2O2). A su vez, toma el H2O2, junto a diversas sustancias que pueden resultar tóxicas (por ej. el alcohol), y transformarlas en agua.

Participa en ciertas etapas de degradación de las grasas

Tipo de célula:Presentes en todas las células eucariontes. Especialmente numerosos en células del hígado y los riñones.

ConexionesDesdeCitosol: todas sus enzimas son importadas desde el citosol

HaciaCitosol: tras metabolizar una gran diversidad de moléculas, traspasan los productos al citosol, algunos de los cuales se aprovechan en las mitocondrias

RIBOSOMAS Figura 15. Organización de un ribosoma

Organización:Son organelos no membranosos. Básicamente son gránulos pequeños, consistentes en ARN y proteínas. Algunos son libres y se encuentran suspendidos en el citosol, mientras que otros están asociados a membranas internas de la célula.Cada ribosoma está constituido por dos subunidades: una mayor y otra menor. Cada una de ellas, posee un tipo de ARN llamado ARN ribosomal y proteínas ribosomales.Pueden asociarse varios ribosomas entre si, formando unas estructuras con forma de collar de perlas, llamadas polirribosomas.

Funciones:Exclusivamente, síntesis de proteínas

Tipo de célula:Todos los tipos de células, pues todas requieren elaborar sus propias proteínas

ConexionesDesdeNúcleo: los ribosomas se arman en el interior del núcleoCitosol: los materiales para el armado de cada proteína, se ubican o provienen en el citosol

HaciaCitoplasma: todas las proteínas citosólicas y citoesqueléticas se originan en los ribosomasM. plasmática: muchas proteínas de la membrana, se elaboran en los ribosomasRER: los ribosomas adheridos al RER, les traspasan proteínas sintetizadas para un posterior procesamiento

MITOCONDRIASOrganización:Son organelos de forma esférica, tubular u ovoide, dotados de una doble membrana, que limita un compartimento en el que se encuentran diversas enzimas que controlan el proceso de la respiración celular. Cada mitocondria consta de una membrana externa bastante permeable y otra interna y plegada, muy impermeable. El plegamiento de la membrana interna forma las crestas mitocondriales, cuyo fin es disponer de una mayor superficie para realizar reacciones químicas

Funciones:Síntesis de moléculas de ATP, mediante la degradación de carbohidratos,


proceso conocido como respiración celular. Las moléculas de ATP son indispensables en la ejecución de tareas que requieren energía, por ejemplo, la síntesis de proteínas.

Tipo de célula:Se encuentran en todo tipo de células eucariontes, y su número varía de acuerdo a la actividad celular, siendo más elevado en aquellas células que tienen mucho gasto de energía. Por ejemplo, en células musculares.

Figura 16. Estructura general de una mitocondria

ConexionesDesdeCitosol: la mitocondria obtiene la materia prima para la respiración celular: glucosa y oxígeno

HaciaTodos las procesos (casi todos mediados por proteínas) en que se requiere ATP

Las células vegetales poseen algunas características estructurales que les son propias

Todas las estructuras y componentes antes descritos están presentes en la inmensa mayoría de las células eucariontes. No obstante, existen algunas estructuras especiales que son exclusivas de las células vegetales y que, por tanto, las células animales no las poseen. PARED CELULARLo más importante: no reemplaza a la membrana plasmáticaOrganización:La pared celular de las plantas está compuesta de celulosa y otros polisacáridos y es producida por la misma célula que rodea. Posee un espesor de 0,1 a 10 μm

Funciones:Soporte mecánico de las plantas y hongos, frente a la gravedad y el vientoSoporte mecánico frente a los desajustes del ingreso o salida de agua desde las célulasPresenta permeabilidad frente a sustancias nutritivas y desechos, pero no es una membrana selectiva

Tipo de célula:Reino Monera: todas las bacterias poseen pared celular de peptidoglicán. Reino Protista: algunos tipos de protozoos, como las diatomeas poseen pared celular de sílice. Reino Hongos: todos los hongos poseen células con pared celular de quitina. Reino Planta: todas las plantas poseen células con pared celular de celulosa. Reino Animal: ningún animal posee células con pared celular

Conexiones


DesdeCitosol: los componentes de la pared pueden ser sintetizados en el citosol

HaciaM. plasmática: toda molécula que atraviesa la membrana, necesariamente pasa antes a través de la pared celular

CLOROPLASTOS

Organización:Son organelos ovoides o fusiformes que poseen dos membranas. La membrana interna encierra un fluido llamado estroma, el cual contiene pilas interconectadas de bolsas membranosas huecas. Las bolsas individuales se llaman tilacoides y sus superficies poseen el pigmento clorofila, molécula clave en la fotosíntesis. La membrana externa está en contacto con el citosol.Poseen ADN y ribosomas en su estroma

Funciones:El cloroplasto absorve luz solar para transformarla en energía química y posee los componentes necesarios para retener tal energía en moléculas de azúcar

Tipo de célula:Protistas fotosintetizadores y plantas

ConexionesDesdeCitosol: el CO2 necesario para la fotosíntesis y que proviene del exterior, es captado por el cloroplasto desde el citosol

HaciaMitocondrias: el azúcar producido por los cloroplastos es utilizado por las mitocondrias para la respiración celular

PLÁSTIDOS NO FOTOSINTETIZADORESLos cloroplastos son plástidos muy especializados, que realizan fotosíntesis. Existen además una gran variedad de plástidos que cumplen otras funciones

Organización:Poseen membrana interna y externa. Sin embargo, la membrana interna no forma redes de tilacoides, sino que es lisa. El contenido del estroma depende de la función del plástido. Si es de almacenamiento, serán gránulos de almidón (amiloplastos). Si se trata de colorear pétalos o frutos, serán pigmentos (cromoplastos).Al igual que los cloroplastos, poseen ADN y ribosomas propiosFunciones: Almacenamiento de nutrientes para el invierno Coloración de flores y frutos

Tipo de célula:Algunos protistas y todas las plantas

ConexionesDesdeCloroplastos: los amiloplastos reciben la glucosa para ser almacenada en forma de almidón

HaciaMitocondrias: en períodos de baja calidad de fotosíntesis, las mitocondrias reciben azúcares desde amiloplastos


VACUOLA CENTRAL4

Las vacuolas son organelos presentes en la mayoría de las células eucariontes, incluyendo las animales. La vacuola central es un tipo especial de vacuola, presente en algunos protistas y plantas

Figura 20. Localización y morfología de la vacuola central

Organización:Básicamente es un organelo ovoide, cuya forma dependerá de la forma de la pared celular y de la cantidad de agua que contenga. Como la mayoría de los organelos citoplasmáticos, está rodeado de una sola membrana. Ocupa cerca del 90% del volumen celular

Funciones: Almacenamiento de agua y otros nutrientes Soporte mecánico de los tejidos (turgencia) Regulación del ingreso y salida de agua de la célula Digestión intracelular, similar a la de los lisosomas

Tipo de célula:Algunos protistas y todas las plantas

ConexionesDesdeCitosol: capta el agua para su almacenamiento

HaciaCloroplastos: donde se hace uso del agua almacenada

Las células procariontes carecen de la mayor parte de los componentes de la célula eucarionte.

Volviendo a las características escenciales de toda célula (página 10), las células procariontes poseen los elementos mínimos necesarios para cumplir con cada definición, de una manera simple, pero eficiente.

Las bacterias son los organismos procariontes más conocidos. Una diferencia importante entre las células procariontes y las eucariontess es que el ADN de las primeras no está contenido en un núcleo. De hecho, el término procariote significa "antes del núcleo".

En las células procarióticas, el ADN se localiza en una región limitada que se denomina área nuclear o nucleoide, no limitada por una membrana (fig. 21) . En estas células también faltan otros organelos membranosos. Estas células suelen ser mucho menores que las eucarióticas. En efecto, la célula procariótica promedio tiene sólo un décimo del diámetro de la célula eucariótica promedio.

Al igual que las células eucarióticas, las procarióticas poseen membrana plasmática, que limita el contenido de la célula a un compartimiento interno. En algunas células procarióticas, la membrana plasmática se pliega hacia dentro y forma un complejo de membranas en el que ocurren las reacciones de transformación de energía celular. La mayor parte de las células procarióticas también poseen pared celular con un material llamado peptidoglicán, una estructura que las envuelve en su totalidad e incluye la membrana plasmática. Muchos procariotes tienen flagelos, fibras largas que se proyectan desde la superficie celular y que funcionan como propulsores, de manera que son importantes para la locomoción.

4 La vacuola central se diferencia de las vacuolas fagocíticas en su tamaño y función. La fagocítica es exclusivamente de almacenamiento por corto plazo, generada mediante endocitosis y vinculada con lisosomas que degradan su contenido. Las vacuolas fagocíticas están presentes en todas las células eucariontes.

Figura 21. Estructura de una célula procarionte


El material interno denso de las células bacterianas contiene ribosomas, así como gránulos de almacenamiento con glucógeno, lípido o compuestos fosfatados. Los ribosomas de las células procarióticas son más pequeños de los presentes en las eucarióticas.

Actividad 4. Encuentra el error que posee cada columna del siguiente cuadro:

Estructuras presentes en:Todas las células procariontes Todas las células

eucariontesSólo células vegetales Sólo células

animales Ribosomas Nucleoide Membrana plasmática Citoesqueleto Pared celular de

peptidoglicán

Membrana plasmática Pared celular Núcleo RER – REL Golgi Lisosoma Citoesqueleto Vacuolas

Plastidios Pared celular de

celulosa Vacuola central

Mitocondrias Centríolos



MÓDULO 1: LA CELULA CLASE: 3CONTENIDO: La célula como unidad funcional. Organización, estructura y función celular.



1. Que las células eucariontes organizan el material genético en el núcleo y las funciones intracelulares en distintos compartimentos membranosos

2. La simplicidad de los organismos procariontes en comparación con los eucariontes.

3. Relaciones entre estructura y función de la membrana plasmática y los organelos intracelulares de células animales y vegetales.


1. Conocen la estructura y función de las estructuras y organelos celulares.

2. Realizan esquemas de células eucariontes y procariontes.


1. Célula procarionte.2. Célula eucarionte.3. Organelos4. Estructuras celulares


1. Observan, distinguen y describen en palabras las distintas estructuras que se encuentran en ilustraciones de una célula eucarionte.

2. Observan estructuras celulares en ilustraciones y micrografias y valorando la importancia del microscopio electrónico en el conocimiento de la célula.

INICIO-MOTIVACION ( 15 Minutos) RECURSOS REQUERIDOSProfesor:LaminasFotografíasEsquemasAlumno:Texto del estudiante

Menú:

Clasificación celularOrganización celularFunciones celulares


El mediador abre la clase enunciando el segundo postulado de la teoría celular “La célula es la unidad funcional de toda la materia viva, en ella se realizan los procesos bioquímicos que permiten la supervivencia de ella misma” y plantea la siguiente pregunta: ¿como es posible que la célula realice todas las funciones que requiere para mantener la vida?


Luego de la motivación el docente realiza un esquema en la pizarra que represente una célula, luego indica Recomendaciones para el trabajo con niños integrados y/o con atención psicológica


la estructura común de la célula (Núcleo, Membrana citoplasmática y Citoplasma) y explica las funciones principales de estas estructuras además de mostrar laminas de células especializadas evidenciando que pese a su diferencia siempre constan de dichas estructuras básicas. El esquema se va completando con las demás organelos celulares que para cada una el docente indica su estructura y la función que lleva a cabo cada uno.

Los alumnos con ayuda del texto del estudiante realizan un dibujo que esquematice una célula el cual tienen que pintar, rotular sus partes y anotar la función que desempeña.

Profesor: (X)

Alumno: (X)


El docente realiza una ronda de preguntas de aplicación con respecto a la célula y organelos.

¿Qué diferencias presentaran las células musculares de un atleta de las células musculares de los que no son atletas?¿Una glándula como la tiroides poseerá mayor desarrollo de qué organelo u organelos?¿Qué órgano tendrá mayor cantidad de peroxisomas en su citoplasma? ¿Por que?¿Un leucocito poseerá un sobredesarrollo de dos estructuras orientadas a cumplir con su función de defensa?



MÓDULO 1: LA CELULA CLASE: 4CONTENIDO: Composición y organización de la membrana. TIEMPO: 1 hora 30 minutosAPRENDIZAJE(S) ESPERADO(S)

1. La célula, al igual que los organismos complejos, está en continua interacción con su medio externo, incorporando y expulsando sustancias a través de la membrana plasmática.


1. Conocen la composición y organización de la membrana plasmática.2. Diferencian entre transporte activo y pasivo.


Intercambio entre la célula y el ambiente

1. fosfolipido. 2. Proteína integral3. Proteína periférica4. Cariers5. Transportadores.


1. Expresan que los componentes de la membrana fuerzan la organización de la célula.

2. Explican de manera clara y asertiva la diferencia entre transporte activo y transporte pasivo.

INICIO-MOTIVACION ( 15 Minutos) RECURSOS REQUERIDOSProfesor:Guía de estudio y trabajo.

Alumno:

Menú:

Componentes de la membranaOrganización de la membrana Modelo de mosaico fluidoTipos de transporte


Se indica a los alumnos que la célula no se encuentra aislada de su medio ambiente sino que en constante interacción con el y que esta interacción depende de la membrana plasmática. Luego se pregunta a los alumnos:

¿Cuáles son los componentes de la membrana citoplasmática?¿Cómo se organizan los componentes en la membrana plasmática?


El docente indica los componentes de la membrana y sus porcentajes relativos, luego se concentra en explicar la estructura molecular de los fosfolípidos y las propiedades que estos poseen en cuanto a posibilitar el desarrollo de compartimentos en un medio acuoso (se explica la formación de micelas), por lo tanto forzar


Profesor: (X)


la organización de la membrana, posteriormente se entregan las funciones de los demás componentes de la membrana colesterol, glúcidos y proteínas. Indicar a demás la clasificación de las proteínas tanto integrales, integrales de monocapa y periféricas.

Se entrega una guía de trabajo que los alumnos deberán estudiar y completar, se analiza el modelo de mosaico fluido propuesto por Singer y Nicholson en1972.

Alumno: (X)


Se le cuestiona a los alumnos con las preguntas planteadas al inicio y se anotan en la pizarra las respuestas, luego que se encuentran consignados los aportes mas significativos el mediador procede a entregar una puesta en común de manera de aclarar si los hubiese conceptos erróneos.

Se corrige la guía de estudio y trabajo en común siempre preguntando a los alumnos y moderando y completando sus respuestas.



MÓDULO 1: LA CELULA CLASE: 5 CONTENIDO: Comunicación de la célula con su medio ambiente TIEMPO: 1 hora 30 minutosAPRENDIZAJE(S) ESPERADO(S)

1. Algunas sustancias pasan a través de la membrana plasmática impulsadas por difusión u osmosis, ya sea libremente o utilizando proteínas transportadoras, mientras otros lo hacen contra una gradiente de concentración gastando energía.


1.- Conocen los mecanismos de transporte pasivo, analizan las causas que lo posibilitan y los componentes involucrados.2.- Conocen los mecanismos de transporte activo, analizan las causas que lo posibilitan y los componentes involucrados.


1. Difusión Simple2. Difusión Facilitada3. Osmosis.4. Bomba de Na

+ - K+ ATPasa

5. Endocitosis6. Exocitosis.


1. Observan y describen los efectos de la osmosis en el volumen celular y proponer una explicación.

2. Realizan ilustraciones esquemáticas que muestren expulsión de sustancias de la célula por secreción (exocitosis) e incorporación por endocitosis.

INICIO-MOTIVACION ( 15 Minutos) RECURSOS REQUERIDOS

Profesor: Guía de trabajo y estudioAlumno:

Menú:

Transporte pasivoOsmosisTransporte activoTransporte mediado por vesículas


El docente explica que la célula esta en continua interacción con su medio ambiente incorporando y expulsando sustancias a través de la membrana, y se realiza la siguiente pregunta:

¿Cómo entran y salen sustancias de la célula?¿Qué componentes de la membrana intervienen en la interacción de la célula con su ambiente? ¿De que manera?

DESARROLLO DE ACTIVIDADES (60 Minutos)

El mediador entrega la guía de trabajo, luego explica en que consiste la difusión y como se produce de manera natural y expone que la célula ocupa este mecanismo pero con algunas modificaciones


Profesor: (X)


dependiendo tanto de la concentración de las partículas a ambos lados de la membrana como del tamaño de la partículas y la carga eléctrica que dichas partículas puedan tener. Se menciona que la osmosis es un mecanismo de transporte pasivo pero que en este caso depende del potencial hídrico diferencial existente entre el medio interno y en el medio externo, los alumnos estudian los efectos de la osmosis en el volumen celular y anotan sus observaciones en la guía de trabajo. El docente explica en que consiste la bomba de Na

+ - K+ ATPasa dependiente y cual es su importancia biológica, luego solicita a los alumnos que anoten en su guía de trabajo los aspectos básicos de su funcionamiento. Se informa a los alumnos del rol y funcionamiento del ATP y ATPasa.El profesor analiza el trasporte activo mediado por vesículas tanto la endocitosis, fagocitosis y pinocitosis como exocitosis posteriormente se indica a los educandos que realicen ilustraciones esquemáticas que muestren expulsión de sustancias de la célula por secreción exocitosis e incorporación por endocitosis.

Alumno: (X)


Se realiza una revisión de la guía de estudio y trabajo poniendo en común los principales aspectos que todos los alumnos debieran haber registrado en la guía, solicitando a los mismos alumnos que entreguen sus resultados y notas que el mediador si fuese necesario ira completando.



Guía de trabajo 3.“Intercambio entre la célula y el ambiente”

Nombre: Curso:

La membrana presenta permeabilidad selectiva

En el estudio de los organelos, especialmente los que tienen relación con la síntesis de materiales, se hizo evidente la necesidad que la materia prima para que tales estructuras funcionen, proviene del medio que rodea a la célula. Al mismo tiempo, si una célula desea eliminar un desecho o liberar alguna sustancia que ha elaborado, la membrana plasmática será fundamental en el proceso de intercambiar moléculas. Frente a los mecanismos de intercambio, se dice que la membrana posee permeabilidad selectiva. Permeabilidad selectiva significa que algunas sustancias atraviesan con más facilidad que otras. Por ejemplo, el oxígeno es muy permeable, mientras que el ion sodio posee una permeabilidad reducida y dependiente de mecanismos especiales de ingreso. La siguiente actividad permite comprender por qué algunas sustancias pasan con más facilidad que otras a través de la membrana.

Actividad 1. Causas de la permeabilidad selectiva

En el siguiente esquema se representan la permeabilidad de diversas sustancias a través de la membrana y algunas características de tales sustancias. Tu tarea es explicar las diferencias de permeabilidad a partir de la comparación de las cualidades de las partículas.

Nombre Fórmula química Peso molecular Polaridad

Oxígeno O2 32 Apolar

Dióxido de carbono CO2 44 Polar pequeña

Agua H2O 18 Polar pequeña

Urea CH4ON2 108 Polar pequeña

Glicerol C3H8O3 92 Polar pequeña

Triptófano C11H12O2N2 204 Apolar

Glucosa C6H12O6 180 Polar grande

Cloruro Cl- 35 Ion negativo

Potasio K+ 39 Ion positivo

Sodio Na+ 23 Ion positivo

La permeabilidad diferencial determina distintos mecanismos de transporte a través de la membrana

El hecho que no todas las sustancias atraviesan la membrana con facilidad, ligado a la necesidad de que incluso las menos permeables sean capaces de hacerlo, exige que las membranas dispongan mecanismos especializados para mejorar la permeabilidad de tales sustancias.


El la figura 25 se esquematizan los mecanismos utilizados por las moléculas (solutos) para atravesar la membrana plasmática. Cabe señalar que un requisito importante para poder pasar de un lado a otro de la membrana es que exista un gradiente de concentración. Esto quiere decir que la sustancia tiene que estar más concentrada a un lado que al otro. Por ejemplo, si hay más oxígeno afuera de la célula que adentro, el gradiente positivo permitirá el ingreso del oxígeno al interior de la célula. Tal transporte se mantendrá hasta el momento que las concentraciones de igualen. El proceso se denomina difusión simple y es válido para las sustancias de mayor permeabilidad.Cuando existe diferencia de concentración, pero el soluto tiene menor permeabilidad, se requiere el apoyo de proteínas integrales de membrana que operan específicamente para cada sustancia. Pueden ser canales, que funcionan como poros específicos que normalmente presentan dos posiciones: abierto o cerrado. O pueden ser transportadores, que modifican su estructura para permitir el traspaso del soluto.

Cuando se requiere que una sustancia atraviese la membrana en contra del gradiente de concentración, vale decir, de donde está menos concentrada hacia donde está más concentrada, se utilizan transportadores capaces de operar como una bomba, es decir, gastan energía para forzar a las moléculas a acumularse contra gradiente.

Actividad 2. Cada tipo de molécula, un mecanismo de intercambio distintoLa tarea es simple: completa el siguiente cuadro con las moléculas mencionadas en la actividad 14, averiguando e induciendo

qué mecanismo de transporte utiliza cada una. Cabe señalar que el uso de un transportador en contra de la gradiente de concentración no depende del tipo de molécula, sino de la concentración en que se encuentra y el requerimiento de esa sustancia por parte de la célula.

Tipo de transporte Moléculas transportadas

Difusión simple

Difusión facilitada mediante canales

Difusión facilitada mediante transportadores

El agua atraviesa la membrana mediante un tipo especial de difusión: la osmosis

El agua también se difunde de regiones de concentración elevada de agua a regiones de concentración baja. Sin embargo, la difusión del agua a través de membranas con permeabilidad diferencial tiene efectos tan importantes sobre las células que se usa un nombre especial para referirnos a ella: osmosis.

¿Qué queremos decir al describir una solución como "con alta concentración de agua" o "con baja concentración de agua"? La respuesta es sencilla: el agua pura tiene la concentración de agua más alta posible. Cualquier sustancia añadida a agua pura desplaza algunas de las moléculas de agua. La solución resultante tendrá un menor contenido de agua que el agua pura. Las sustancias disueltas podrían formar enlaces débiles con algunas de las moléculas de agua, las cuales entonces no podrán difundirse a través de la membrana (figura 26a). Cuanto más alta sea la concentración de sustancias disueltas, menor será la concentración de agua. Una membrana muy simple, con permeabilidad diferencial, podría tener poros apenas lo bastante grandes como para dejar pasar el agua, pero suficientemente pequeños como para ser impermeable a las moléculas de azúcar.


Consideremos una bolsa hecha de un plástico especial que es permeable al agua, pero no al azúcar. ¿Qué sucederá si colocamos una solución de azúcar en la bolsa y luego sumergimos la bolsa sellada en agua pura? Los principios de la osmosis nos dicen que la bolsa se hinchará y, si es lo bastante débil, se reventará (figura 26b).

La osmosis a través de la membrana plasmática desempeña un papel importante en la vida de las células

Como se verificaba más arriba, casi todas las membranas plasmáticas son muy permeables al agua. Dado que todas las células contienen sales, proteínas, azúcares y otras sustancias disueltas, el flujo de agua a través de la membrana plasmática depende de la concentración de agua en el líquido que baña a las células. El fluido extracelular de los animales suele ser isotónico ("tiene la misma fuerza") respecto al fluido citoplásmico del interior de las células. Ees decir, la concentración de agua adentro de las células es la misma que afuera, así que no hay una tendencia neta del agua a entrar en las células o a salir de ellas. Cabe señalar que los tipos de partículas disueltas raras veces son los mismos dentro y fuera de las células, pero la concentración total de todas las partículas disueltas sí es igual, así que la concentración de agua es igual dentro y fuera de las células.

Actividad 3. Una aplicación concreta de la osmosisSi se sacan glóbulos rojos del cuerpo y se sumer-

gen en soluciones de sal con distintas concentraciones, los efectos de la permeabilidad diferencial de la membrana plasmática respecto al agua y a las partículas disueltas se manifiestan de forma drástica:

Si se colocan glóbulos rojos en agua pura (o sea sin sales o destilada), se hincharán y finalmente reventarán. Figura 27a Si la solución tiene una concentración de sal más

alta que el citoplasma de los glóbulos rojos (es decir, si la solución tiene una concentración más baja de agua), las células se encogerán. Figura 27b

a) Explica las dos situaciones anteriores en base a la osmosis

b) Las soluciones con una concentración de partículas disueltas más baja que el citoplasma de una célula, y que por tanto hacen que entre agua en la célula por osmosis, se llaman hipotónicas. Las soluciones que tienen una concentración de partículas disueltas más alta que el citoplasma celular, y que por tanto hacen que salga agua de las células por osmosis, se describen como hipertónicas. Según estas definiciones, clasifica el ambiente de las soluciones de 27a y 27b.

c) Explica por qué se arrugan los dedos tras un baño prolongado. En que tipo de agua este fenómeno es más común: ¿el agua dulce o el agua salada?

La hinchazón causada por la osmosis puede tener efectos considerables sobre las células. Los protistas como el Paramecium, que viven en el agua dulce, tienen estructuras especiales llamadas vacuolas contráctiles para eliminar el agua que continuamente se filtra al interior. En contraste, el ingreso de agua en las vacuolas centrales de las células vegetales ayuda a mantener la rigidez de la planta. La osmosis a través de membranas plasmáticas es crucial para el funcionamiento de muchos sistemas biológicos, incluida la absorción de agua por las raíces de las plantas, la absorción de agua ingerida en el intestino y la reabsorción de agua y minerales en los riñones.

Figura 27 a Figura 27 b

Figura 26



MÓDULO 1: LA CELULA CLASE: 6CONTENIDO: Universalidad de las moléculas orgánicas. TIEMPO: 1 hora 30 minutosAPRENDIZAJE(S) ESPERADO(S)

1. La universalidad de los componentes químicos en la variedad de seres vivos.

2. Los procesos vitales requieren reacciones químicas que producen transformaciones en las moléculas.

3. Propiedades y funciones de las principales moléculas inorgánicas y orgánicas que componen la célula, apreciando su enorme variedad construida en base a unos pocos tipos de átomos.


1. Examinan la composición elemental del cuerpo humano.2. Examinan en una tabla la composición molecular de una célula bacteriana y una célula de mamífero y establecer conclusiones.3. Conocen la estructura y función de los componentes de los seres vivos.


Composición molecular de los organismos.

1. Carbohidratos2. Lípidos3. Proteínas4. Ácidos nucleicos.VERIFICACION DE LOGRO:

1. Registran cantidad relativa de los elementos que constituyen la materia orgánica e inorgánica del organismo.2. Expresan que los componentes se repiten en todas las manifestaciones de vida.3. Registran las funciones de las moléculas orgánicas presentes en los seres vivos.

INICIO-MOTIVACION ( 15 Minutos) RECURSOS REQUERIDOSProfesor:Guía de trabajoAlumno:

Menú:

Moléculas Inorgánicas.Moléculas Orgánicas.Vitaminas Elementos traza


El profesor señala que los seres vivos pese a su diversidad están formados por los mismos componentes elementales y los clasifica.Plantea las siguientes preguntas de trabajo.¿Qué moléculas orgánicas presentan los seres vivos?¿Qué funciones cumplen?


El mediador indica a los estudiantes la clasificación de los componentes elementales de la materia viva



según su complejidad y presencia de carbono (elemento central de las biomoléculas), luego se entregan las guías de trabajo y se desarrolla la actividad que expone tanto la composición molecular de el organismo humano y en comparación con otros seres vivos, los alumnos anotan sus conclusiones.

El docente indica con láminas la estructura molecular de las macromoléculas orgánicas que los alumnos van analizando y anotando los aspectos más importantes en su guía de trabajo. Luego entrega la funciones de cada una de las biomoléculas orgánicas que los alumnos deben registrar y posteriormente realizar un cuadro resumen con estructura y función de dichas moléculas.

Se entregan aspectos básicos de la estructura y función de las vitaminas y de los elementos traza.

Profesor: (X)

Alumno: (X)


El mediador pone en común los aspectos mas relevantes que deben estar registrados en la guía de trabajo Luego se plantean nuevamente las preguntas del inicio:¿Qué moléculas orgánicas presentan los seres vivos?¿Qué funciones cumplen?

¿Cumplen las mismas funciones independientemente del ser vivo en que se encuentren?



Guía de trabajo 2.“Universalidad de las moléculas orgánicas”

Nombre: Curso:

Los elementos y moléculas que constituyen a todos los seres vivos son similares

A pesar que en la naturaleza es posible encontrar más de 100 elementos químicos distintos, los seres vivos estamos organizados por una cantidad reducida de tales elementos y en proporciones bastante fijas. Por ejemplo, tanto un ser humano como una planta posee cerca de un 10% de hidrógeno. Claro que tal hidrógeno se encuentra distribuido en una gran gama de moléculas, tanto orgánicas como inorgánicas. Puede ser parte de una molécula de glucosa (orgánica) o de una molécula de agua (inorgánica).

Es importante conocer la organización de una célula. Sin embargo, lo que la célula es capaz de hacer depende de las moléculas que la forman, de las que es capaz de sintetizar, digerir o hacer reaccionar. Además, conocer las necesidades moleculares del organismo es la base de la nutrición y los buenos hábitos alimenticios. Actividad 1: Composición elemental del cuerpo humanoEn la siguiente tabla se detalla la composición porcentual de los elementos que forman parte de las moléculas que constituyen el cuerpo humano. Tu tarea es averiguar en qué tipo de moléculas se encuentran, si tales moléculas son orgánicas o inorgánicas y qué función cumplen en el organismo.

Tabla 2. Composición porcentual de los elementos que forman el cuerpo humano

Símbolo químico Nombre Porcentaje Moléculas en que se encuentra FuncionesInorgánicas Orgánicas

O Oxígeno 65C Carbono 18H Hidrógeno 10N Nitrógeno 3

Ca Calcio 1,5P Fósforo 1K Potasio 0,4S Azufre 0,3Cl Cloro 0,2Na Sodio 0,2Mg Magnesio 0,1Fe Hierro Trazas5

I Yodo Trazas

Preguntas de análisis:a) ¿Cuáles son los elementos que constituyen el 96% del cuerpo humano?b) Los demás elementos traza son: manganeso, cobre, zinc, cobalto, fluor, molibdeno, selenio, boro, silicio. Según esto, ¿qué

elemento sería anormal de hallar en el cuerpo humano?c) ¿Qué tipo de gráfico sería el más adecuado para representar los porcentajes de esta tabla? ¿Cómo solucionarías el problema

de los valores muy pequeños?d) ¿Cómo puede explicarse que todos los organismos tengamos una proporción de elementos similar, a pesar de las diferencias

de tamaño, hábitat, adaptaciones, complejidad, etc.? Para responder esta pregunta, puedes apoyarte en la información de la tabla 3.e) ¿Qué características del agua – aprendidas en química – podrían explicar la importancia que tiene esta sustancia en los seres

vivos?

Tabla 3. Composición aproximada de una bacteria tipo y una célula tipo de mamífero

Componente Porcentaje del peso totalBacteria Célula

Agua 70 70Iones inorgánicos (Na+, K+, Mg+, Ca++, Cl-, etc.) 1 1Proteínas 15 18ARN 6 1.1ADN 1 0.25Fosfolípidos 2 2Otros lípidos - 2Polisacáridos 2 2Otros 3 3

Las moléculas orgánicas pueden ser de cuatro tipos y se basan en unos pocos elementos químicos

En la siguiente tabla (tabla 4) se describen varios aspectos en torno a los cuatro tipos principales de moléculas orgánicas. Estúdiala con detención y luego resuelve los problemas. 5 Traza: se usa este término cuando se quiere decir que una sustancia está presente, pero en cantidades apenas detectables.


Clase de molécula

Elementos componentes

Descripción Cómo reconocerlos Función principal en los sistemas vivos

Carbohidratos C, H, O En general su fórmula aproximada es (CH2O)n

Contar los átomos de C, H y O

1. Monosacáridos (azúcares sencillos), que son principalmente moléculas de cinco carbonos (pentosas), como la ribosa, o de seis carbonos (hexosas), como la glucosa y fructosa

Buscar formas cíclicas, de pentágono o hexágono

Fuente de energía celular; constituyente de otros compuestos

2. Disacáridos, que son dos monosacáridos unidos por un enlace glucosídico, como la maltosa y la sacarosa

Contar las unidades de azúcar

Componentes de otros compuestos, forma de azúcar de transporte en vegetales

3. Polisacáridos, que se componen de muchos azúcares unidos por enlaces glucosídicos, como el glucógeno y la celulosa

Contar las unidades de azúcar

Forma de almacenamiento de energía (glucógeno en animales, almidón en vegetales); componente estructural de la pared celular de plantas6

Lípidos C, H, O Contienen menos O que los carbohidratos en relación con el C y el H1. Grasas neutras. Combinación de glicerol con una a tres moléculas de ácidos grasos: Monoglicéridos, 1 ácido grasoDiglicéridos, 2 ácidos grasosTriglicéridos, 3 ácidos grasosSi los ácidos grasos poseen enlaces dobles entre átomos de carbono (C==C), se dice que están insaturados; de lo contrario, están saturados

Buscar el grupo glicerol en un extremo de la molécula:

Fuente de energía celular y forma de almacenamiento de energíaEn multicelulares, pueden funcionar como aislante térmico

2. Fosfolípidos. Se componen de un grupo glicerol unido a uno o dos ácidos grasos y a una base orgánica que contiene fósforo

Buscar el glicerol y la cadena lateral que contiene fósforo y nitrógeno

Componente de membranas celulares

3. Esteroides. Moléculas complejas que contienen átomos de carbono dispuestos en cuatro anillos entrelazados (tres ciclohexanos y un ciclopentano)

Buscar 4 anillos enlazados:

Algunos son hormonas, otros son colesterol, sales biliares y vitamina D; componentes de membranas celulares

4. Carotenoides. Pigmentos anaranjados y amarillos, que cocsisten en unidades de isopreno

Buscar unidades isopreno

El retinal (importante en la fotorrecepción) y la vitamina A se forman a partir de carotenoides

Proteínas C, H, O, N y por lo común, S

Uno o más polipéptidos (cadenas de aminoácidos) enrollados o plegados en formas características para cada proteína

Buscar unidades de aminoácidos unidas por enlaces C – N (enlace peptídico)

Estructural: citoesqueleto, ribosomas y membranas. Enzimática: transformaciones químicas, síntesis de nuevas moléculas, ruptura de moléculas, durante la digestión y procesamiento de energía. Transporte: en la sangre (hemoglobina) y a través de membranas en la célula. Defensa: anticuerpos. Hormonal: señales entre células en el organismo. Receptora: detección de estímulos en la superficie celular

Clase de molécula

Elementos componentes

Descripción Cómo reconocerlos Función principal en los sistemas vivos

Ácidos nucleicos

C, H, O, N, P El esqueleto se compone de grupos pentosa y fosfato alternados, de los cuales se proyectan las bases nitrogenadas. ADN: azúcar

Buscar un esqueleto de pentosa – fosfato. El ADN forma una doble hélice

Almacenamiento, transmisión y expresión de la información genéticaControl de la síntesis y la secuencia

6 Ver descripción en página 20


desoxirribosa y bases adenina, timina, citocina y guanina; ARN: azúcar ribosa y bases adenina, uracilo, citocina y guanina. Cada subunidad molecular, llamada nucleótido, consiste en una pentosa, un grupo fosfato y una base nitrogenadaExisten nucleótidos que no estructuran ácidos nucleicos, sino que tienen 3 grupos fosfatos, ricos en energía: el ATP

de todas las proteínas, enviando un mensaje desde el núcleo al citoplasma (ARN)Para el caso del ATP, funciona como la “moneda de intercambio” de la energía celular

Actividad 2. Resuelve los siguientes problemasa) Los siguientes esquemas muestran varios aspectos de la organización de las moléculas orgánicas. Compáralos con las descripciones

de la tabla 4 y anota en tu cuaderno una característica de cada tipo de molécula, que concluiste de tales dibujos.

CARB

OHID

RATO

S

Figura 22a. Formación de disacárido a partir de dos monosacáridos Figura 22b. Estructura de un polisacárido: el almidón

LÍPI

DOS

Figura 22c. Formación de un triglicérido a partir de un glicerol y tres ácidos grasos Figura 22d. Estructura de un fosfolípido


PROT

EÍNA

S

Figura 22e. (a) Formación de un dipéptido a partir de dos aminoácidos. (b) Esquema de un polipéptido, mostrando la diversidad de tipos de aminoácidos y los extremos terminales

ÁCID

OS N

UCLE

ICOS

Figura 22f. Estructura de un nucleótido Figura 22g. Organización de una cadena de nucleótidos, para configurar un ácido nucleico


b) Identifica el grupo al que corresponden las siguientes moléculas orgánicas:

B.

C.

A. D.

c) Tanto los polisacáridos como las proteínas son polímeros, vale decir, se componen de muchas subunidades encadenadas. Sin embargo, sólo en el caso de las proteínas el orden de tales subunidades es estrictamente controlado por la información contenida en el ADN, no así en el caso de los polisacáridos. Averigua por qué.

Los fosfolípidos poseen una organización que facilita la formación de estructuras con forma de capa

Para que una molécula pueda ser disuelta por el agua, debe compartir una característica con el agua: ser polar. El hecho de ser polar permite que las moléculas de agua establezcan puentes de hidrógeno “entre medio” de las moléculas que se desea diluir, separándolas y generando una solución acuosa. Cuando se piensa en un ejemplo de sustancia que no se diluye en agua, surge la idea del aceite o cualquier sustancia grasa. El problema es que los triglicéridos presentes en un aceite efectivamente tienen una porción polar, que tiene mucha afinidad con el agua. ¿Cómo se explica la conducta del aceite entonces?

Si vuelves a revisar las figuras 22c y 22d, se advierte que los triglicéridos y los fosfolípidos comparten una organización similar: los ácidos grasos quedan reunidos mediante una molécula de glicerol, la que en el caso de los fosfolípidos, además se asocia a un grupo fosfato. De esta manera, un fosfolípido posee una “cabeza” de glicerol y fosfato, adherida a una “cola” formada por dos ácidos grasos.

Actividad 3. Resolver la “paradoja” de los fosfolípidosHecho 1: la estructura de los fosfolípidos, ya descrita y esquematizadaHecho 2: una parte de los fosfolípidos es polarHecho 3: pese al hecho 2, los fosfolípidos, al igual que los triglicéridos, no se disuelven en agua

Evidencia experimental 1: Cuando se agrega una pequeña cantidad de moléculas de fosfolípidos en un recipiente con agua, los fosfolípidos se disponen en una capa superficial, tal como se muestra en la figura 23a.Evidencia experimental 2: Cuando se agrega una mayor cantidad de fosfolípidos en un recipiente con agua, los fosfolípidos adquieren la disposición mostrada en la figura 23b.

Preguntas: a) ¿Cuál es la porción polar de un fosfolípido? ¿Cuál sería apolar?b) ¿Qué hace que un fosfolípido tienda a quedarse al lado de otro, en forma mas o menos paralela?c) Cuando se tienen gotitas esféricas de aceite en un vaso con agua (micelas de triglicéridos), espontáneamente se reunen

formando una gota cada vez más grande. ¿Qué sucede si se revuelve el agua con la gota de aceite? ¿Cómo se explican los comportamientos del aceite en agua en base a las evidencias experimentales descritas?

d) ¿Por qué los triglicéridos y los fosfolípidos no se disuelven en agua?

La capacidad de los fosfolípidos de formar bicapas determina la estructura y función de la membrana plasmática

Figura 23a

Figura 23b


Tal como se explicó en la página 14, la membrana plasmática es básicamente una bicapa de fosfolípidos, que junto a proteínas y carbohidratos, configura una barrera que regula el intercambio de sustancias entre la célula y su entorno. Tras desarrollar la actividad 12 debió quedar claro que el hecho que los fosfolípidos se asocien en bicapas es espontáneo y responde a las cualidades anfipáticas de tales moléculas, vale decir, poseen una región polar y otra apolar.

En la figura 24 se señalan los componentes de la membrana plasmática y el rol que le corresponde a cada uno.

Fosfolípidos Colesterol Proteínas integrales Glicolípidos y Glicoproteínas

Estructura Moléculas anfipáticas, con cabeza hidrofílica y cola hidrofóbica. El tipo de fosfolípido que forma una membrana determina su permeabilidad y flexibilidad. Ver figura 22d

Es un esteroide, que se dispone entre los fosfolípidos, a la altura de la base de la cola. Pueden llegar a ser tan numerosos como los fosfolípidos

Suelen tener formas cilíndricas, que logran al atravesar la bicapa lipídica una o más veces. Son moléculas de alto peso molecular, formados por cientos de aminoácidos

Son carbohidratos unidos a proteínas o lípidos de la membrana formando una “nube superficial de azúcares” que en sus partes más densas se llama glicocálix

Función La bicapa que organizan permite acomodar las demás moléculas de la membrana y servir como principal mecanismo de aislación de la célula

Aumentan la rigidez y disminuyen la permeabilidad de la membrana

Transporte de sustancias, por ej., iones.Activación de respuestas celulares (proteínas receptoras)Reconocimiento de sustancias

Reconocimiento con otras células o moléculas. También se cree que protegen y e impiden interacciones innecesarias

Dato interesante

El REL sólo sintetiza los fosfolípidos de la capa citosólica de la membrana. Los de la capa externa provienen de la interna

La presencia de colesterol en la membrana es exclusivo de las células eucariontes

Hay proteínas integrales que se fijan a la membrana mediante una porción hidrofóbica que sólo tiene afinidad con la parte central de la membrana

Uno de los glicocálix mejor estudiados pertenece a los glóbulos blancos

Actividad 4. Unidad y diversidad de membrana

a) En el siguiente esquema de una célula animal, marca mediante flechas aquellas estructuras que están formadas de membrana

b) La tabla 5 señala la composición lipídica aproximada de 3 tipos de membranas celulares. Compara los valores e hipotetiza una explicación frente a las diferencias

Tabla 5. Composición lipídica aproximada de diferentes membranas celulares

Porcentaje de lípido total en pesoMembrana

plasmática del glóbulo rojo

Membrana de la

mitocondria

Membrana del retículo

endoplásmicoFosfolípidos 60 76 67Colesterol 23 3 6Glicolípidos 3 trazas trazasOtros 13 21 27



MÓDULO 1: LA CELULA CLASE: 7CONTENIDO: De células a tejidos, órganos y organismo. TIEMPO: 1 hora 30 minutosAPRENDIZAJE(S) ESPERADO(S)

1. El metabolismo es un conjunto de reacciones químicas necesarias para mantener la vida, realizadas por enzimas en la célula, formando sustancias complejas o simplificándolas.

2. Las células llevan a cabo las múltiples actividades del organismo especializándose y organizándose en distintos tejidos, órganos y sistemas.

3. Relaciones existentes entre organización, estructura y función desde el nivel celular al nivel organismo.


1. Conocen y describen la acción de una enzima en un esquema simplificado.2. Examinan las fases metabólicas de degradación (catabolismo) y de síntesis (anabolismo) de compuestos orgánicos en la célula.3. Examinan las relaciones entre los distintos niveles de organización, desde células a tejidos y sistemas de órganos


1. Tejido2. Órgano3. Sistema4. Acción enzimática5. Catabolismo6. AnabolismoVERIFICACION DE LOGRO:

1. Ilustran de manera esquemática algunas actividades celulares.2. Relacionan algunas actividades celulares con la actividad del organismo.3. Logran identificar en que niveles de organización de la materia se puede encontrar la vida.

INICIO-MOTIVACION ( 15 Minutos) RECURSOS REQUERIDOSProfesor:Guía de estudio y trabajoLaminasAlumno:

Menú:

MetabolismoAcción enzimáticaEspecialización celular


El mediador motiva la clase mencionando que hasta el momento se han logrado formar una idea de la importancia de la célula como unidad estructural y funcional. Y que ahora deben incorporar el metabolismo celular: conjunto de reacciones químicas, en cadena, y que mantiene la vida en la célula gracias a la incorporación y eliminación de moléculas. Se plantean las siguientes preguntas:¿Cuál es la diferencia entre tejido y célula?¿Cuáles son los componentes de desechos del metabolismo celular?¿Cómo obtienen energía las células?¿Cómo actúa una enzima?


El docente explica en que consiste el metabolismo y lo clasifica según el tipo de reacción bioquímica que lleva a



cabo si es de biosíntesis o biodegradación, luego en conjunto con los alumnos analizan unos esquemas que representen y relacionen ambos tipos de reacción, indicando los reactantes y los productos utilizados, por ejemplo utilizando para dicha relación el CO2, la glucosa o la molécula de ATP fundamental en el metabolismo energético.El mediador indica que es una enzima y su rol fundamental en cualquier reacción metabólica luego, indica a los alumnos que analicen en su guía de trabajo el mecanismo de acción enzimática e indica que el modelo principal de acción de las enzimas es el modelo de llave y cerradura.Una vez que comprenden las características de las enzimas, que ejercen su acción en la célula, el profesor indica que no todas las células poseen las mismas enzimas lo que permite establecer diferencias celulares (especialización celular) luego se analizan ejemplos que los alumnos pueden encontrar en su guía y luego anotan sus observaciones.

Profesor: (X)

Alumno: (X)


Se vuelve a las pregunta iniciales y se realiza una puesta en común. Luego se solicita a los educando que relacione el anabolismo y catabolismo mediante un ejemplo el mediador completa la idea si esto fuese necesario.Se realizan analiza con los estudiantes las siguientes preguntas¿Por que deben ser especificas las enzimas?¿Qué parte de su estructura le confiere esta propiedad?¿Cómo actúan las enzimas?

La especialización celular entonces depende de la enzimas presentes en su interior por lo que se solicitan ejemplos de esto a los alumnos y se consignan en la pizarra tipo de célula v/s enzima presente.



Guía de trabajo 4. “ De células a tejidos, órganos y organismos”

Nombre: Curso:

4. De células a tejidos, órganos y organismos

Las células de los organismos pluricelulares no viven aisladas. Cada célula es parte de un tejido y cada tejido posee características distintivas. Por ejemplo, el tejido muscular está formado por células alargadas y tiene la capacidad de contraerse.

Un tejido es un conjunto de células que comparten características morfológicas y funcionales. Es frecuente que las células de un tejido se mantengan estrechamente relacionadas, ya sea por mecanismos físicos o comunicación química. Pero también es común encontrar tejidos cuyas células se distancien unas de otras, como sucede con las células sanguíneas.

Es un error suponer que cada tejido se encuentra limitado a un órgano particular del cuerpo. Al contrario, la mayoría de los tejidos se encuntran distribuidos en casi todos los órganos del cuerpo. De esta manera, el corazón posee tejido muscular, pero también tejido epitelial, tejido conjuntivo, tejido nervioso y tejido sanguíneo. Otros ejemplos: supuestamente los huesos sólo poseen tejido óseo. Pero también están formados de tejido conjuntivo, cartilaginoso, sanguíneo y epitelial. El cerebro no sólo son neuronas (tejido nervioso). También posee tejido sanguíneo, linfático y epitelial.

Se podría suponer que un órgano es el resultado de las características de los tejidos que lo forman. Pero es más que eso. La proporción, disposición, morfología y relación que establece con los demás tejidos hace que un mismo tejido pueda aportar distintas características en distintos órganos. Por ejemplo, en el corazón, existe un tipo de tejido muscular que permite bombear sangre. Otro tipo de tejido muscular, dispuesto de una forma muy distinta, asociado a estructuras óseas, permite los movimientos del brazo o las piernas. Funciones relacionadas (contracción), logradas en diferentes partes del cuerpo.

Tampoco es correcto asumir que cada órgano posee “un tipo especial de cada tipo de tejido”. Sólo un especialista podría diferenciar una muestra tejido muscular extraída del rostro de otra extraída del pie. El epitelio de la traquea se parece mucho al epitelio de las trompas de Falopio. Las neuronas de la retina son casi idénticas a otras neuronas ubicadas en la piel.

Lo interesante es que al observar mediante un microscopio una muestra de un órgano cualquiera, por ejemplo el estómago, es factible reconocer varios tejidos mediante sus características distintivas.

Actividad 1. Histología, la ciencia que estudia los tejidos

El profesor te mostrará imágenes de tejidos obtenidas mediante miscroscopio óptico. Tu tarea es esquematizarlos haciendo uso de lo aprendido en las actividades 4, 5 y 6. A modo de respaldo, se incluyen a continuación imágenes similares a las que se revisarán en clases. La idea es que puedas aumentar su tamaño desde el archivo electrónico para estudiarlas mejor.

Fig. 31a. Tejido epitelial: epitelio renal

Fig. 31b. Tejido muscular: músculo estriado

Fig. 31c. Tejido sanguíneo: glóbulos rojos y blancos

Fig. 31d. Tejido adiposo: grasa blanca

Fig. 31e. Tejido glandular: glándulas salivales

Fig. 31f. Tejido nervioso: médula espinal

Con la información extraída de estas preparaciones histológicas, resuelve el siguiente ítem de columnas pareadas:

Tipo de tejido Características de sus células Función1. Epitelial Células separadas, unidas mediante múltiples prolongaciones Transporte y defensa2. Muscular Dispuestas en torno a un lumen, estrecha relación con vasos sanguíneos Revestimiento

3. Sanguíneo Alargadas y compactas, con estriaciones del citoesqueleto Liberación de sustancias4. Adiposo Dispuestas en capas, formas cúbicas o cilíndricas Contracción

5. Glandular Separadas entre sí, formas redondeadas Almacenamiento6. Nervioso Con citoplasmas desplazados por vacuola lipídica, poligonales Comunicación

Los niveles de organización permiten establecer categorías de complejidad creciente


De la misma manera que unos pocos elementos químicos permiten organizar un sinfín de moléculas orgánicas y con solo cuatro tipos de tales moléculas es posible estructurar una célula, los tejidos organizan órganos y los órganos, sistemas y aparatos.

Es importante reconocer tales categorías, pues no es lo mismo que una droga afecte al “tejido muscular” que a los “músculos torácicos”. Se trataría de dos categorías distintas.

Esta distinción es tan real, que actualmente la biología se estudia mediante especialistas para cada nivel de organización. Existen biólogos moleculares, biólogos celulares, histólogos, morfofisiólogos (especialistas en la estructura y función de los sistemas), etc. El conocimiento es tan vasto, que es preciso segmentarlo y estudiarlo parceladamente. De la misma forma, todo hallazgo científico debe poderse remitir al nivel de organización correcto. Por ejemplo, si he descubierto que las células musculares son capaces de regenerarse, debo ser capaz de determinar si es un fenómeno de todos estos tipos de tejidos o solo del tejido muscular del órgano que utilicé para mi investigación.

Actividad 2. Niveles de organización integrados

a) La siguiente actividad no debería requerir de mayores instrucciones. Simplemente completa leyendo en sentido vertical, según la pauta dada por el ejercicio 1 y según los espacios que ya fueron completados en el ejercicio 2 y 3.

Ejercicio 1 Ejercicio 2 Ejercicio 3

Nive

les

de o

rgan

izaci

ón

Atómico El nitrógeno forma parte de las… El fósforo está presente en los…

Molecular Proteínas, que pueden formar parte de los…

Organelos Ribosomas, siempre abundantes en…

Celular células epiteliales, que constituyen el…

Tisular o de tejidos Epitelio de revestimiento del… tejido glandular que se puede hallar

en…

Órgano Estómago, que es parte del…

Aparato o Sistema Aparato digestivo. Sistema nervioso.

b) Verdadero o falso:

1) Un aparato puede tener más de un órgano2) Los tejidos pueden estar formados por varios órganos3) Todo órgano está formado por varios tipos de tejido4) Un mismo tipo de tejido puede estar presente en órganos de sistemas distintos 5) Un tejido está formado por un solo tipo de células6) Una mitocondria de una célula del ojo puede ser idéntica a una mitocondria de una célula del hígado

El trabajo que realizan las células se basa en la actividad metabólica formada por el anabolismo y catabolismo

A pesar que las células son estructuras diminutas y están formadas por moléculas mucho más pequeñas todavía, requieren de una cantidad mínima de energía para funcionar. A lo largo de esta guía, hemos mencionado varias de las actividades que una célula debe ser capaz de realizar. Algunas de estas tareas son realizadas por todas las células y otras son mas bien exclusivas de ciertos tejidos. Por ejemplo, la mayoría de las células de un ser humano poseen un citoesqueleto que facilita el movimiento interno de materiales. Por tanto, una parte de la energía que las células consiguen, tiene que estar destinada a las proteínas del citoesqueleto. Al contrario, las únicas células del organismo capaces de fabricar la hormona insulina se ubican en el páncreas. Una parte de la energía de esas células en particular está destinada a la síntesis de esta importante sustancia.

Son muy pocas las actividades que una célula realiza que no gastan energía. Se puede mencionar la osmosis por ejemplo. Sin embargo, aún la osmosis requiere de un aporte previo de energía: si se quiere trasladar agua, previamente deben trasladarse solutos, que frecuentemente requieren energía para bombearse. Es decir, directa o indirectamente, para una célula nada es gratuito y debe administrar muy bien sus recursos para poder hacer “de todo”.

Estos recursos son bastante concretos y cuantificables. La fuente más frecuente de energía que dispone una célula son las moléculas de Adenosín Trifosfato, más conocidas como ATP. Como se mencionó en la página 19, estas moléculas son elaboradas por las mitocondrias, son derivados de nucleótidos y poseen un enlace PO4 – PO4 de gran energía potencial. El rompimiento de este enlace permite utilizar una especie de “palanca molecular” que genera energía mecánica. Si esta energía es aplicada en una proteína transportadora de membrana, puede usarse para bombear un ion. Si se usa sobre una proteína citoesquelética, se puede generar desplazamiento de un filamento sobre otro y conseguir movimiento. Si se dispone en un ribosoma, puede servir para unir dos aminoácidos.


El conjunto de reacciones químicas que posee la célula destinadas a sintetizar sustancias se denomina Anabolismo. Directa o indirectamente, toda reacción anabólica requiere ATP o algún derivado para poder realizarse. Son reacciones anabólicas la síntesis de proteínas, de fosfolípidos, de almidón, de ARN, etc. Se trata de reacciones que aspiran a un nivel de orden superior: un tren es más complejo y ordenado que un carro independiente. Es más complicado disponer las letras de una oración en un orden lógico que hacerlo de cualquier manera. El orden implica gasto energético. Implica inversión.

La contraparte es el Catabolismo. Se dice que todas las reacciones basadas en la degradación de moléculas son catabólicas. Al contrario de la síntesis, el saldo de una reacción catabólica es energía disponible. La célula destruye moléculas ya sea para hacer uso de sus subunidades o porque la energía retenida en esa molécula puede utilizarse. Paradojalmente, la forma de obtener ATP útil para el anabolismo, son las reacciones catabólicas que separan enlaces energizados, especialmente en moléculas de carbohidratos.

Dicho de una manera simple, para elaborar moléculas de ATP se hace uso de la energía química potencial alojada en los enlaces C – C que poseen moléculas de glucosa. Este proceso ocurre en varias etapas. Se inicia en el citoplasma y finaliza al interior de las mitocondrias. Fabricar una molécula de ATP es simple. Basta unir un fosfato a una molécula de Adenosín Difosfato (ADP). El problema es que hacerlo es como encerrar un gran resorte dentro de una pequeña caja: cuesta trabajo, aunque una vez logrado, se dispone de una herramienta eficaz para retener energía (ver figura 32).

A diferencia de la glucosa, el ATP no se puede almacenar. Se va usando en la medida que se sintetiza, tanto en las reacciones anabólicas, como en procesos de transporte de sustancias, movimiento, etc. Se dice entonces, que las reacciones de la célula están “acopladas”. No puede haber anabolismo sin catabolismo y viceversa (ver figura 33).

Las enzimas aceleran las reacciones químicas, posibilitando el metabolismo

Las reacciones químicas, en su mayoría, necesitan, al principio, recibir una cierta cantidad de energía. Esto pasa incluso para las reacciones que liberan energía, como la degradación de la glucosa o la combustión del gas natural. Esta energía añadida hace aumentar la energía cinética de las moléculas y logra aumentar la fuerza de choque entre moléculas. El efecto que se produce es: (1) vencer las fuerzas de repulsión entre los electrones que envuelven las distintas moléculas, y (2) romper los enlaces químicos que hay en una molécula y hacer posible la formación de otros nuevos. La energía inicial necesaria para que las moléculas puedan reaccionar se denomina energía de activación.

En el laboratorio, la energía de activación se consigue normalmente con calor. Pero en una célula muchísimas reacciones se están produciendo simultáneamente y el calor afectaría todas estas reacciones indiscriminadamente. El calor rompería también los enlaces de hidrógeno que tan eficaces son en mantener la estructura de las moléculas dentro de la célula, y también tendría otros efectos globales destructivos. Las células solucionan este problema gracias al trabajo de las enzimas,

moléculas especiales para catalizar las reacciones.Un catalizador es una substancia que hace disminuir la energía de activación de una reacción, asociándose temporalmente con las moléculas que están reaccionando (Figura 34). Esta unión temporal se traduce en un acercamiento íntimo de las moléculas y puede debilitar los enlaces químicos existentes, con lo que se facilita la formación de nuevos. Como consecuencia, es muy poca la energía inicial que debe usarse para empezar la reacción, y ésta se produce con mayor rapidez que en ausen-cia del catalizador. El catalizador no se modifica durante el proceso, por lo que puede reutilizarse continuamente.Gracias a las enzimas, las células pueden llevar a cabo reacciones químicas a grandes velocidades y a temperaturas relativamente bajas. Una sola molécula de

Figura 32. Comparación entre molécula de ADP (a) y ATP (b)

Figura 34. El esquema representa una reacción consistente en la transformación de X en Y. En el primer caso, se requiere una energía de activación “1” para conseguirlo, representada por la altura que es necesario levantar una bolita para sacarla de la caja. Con la reacción catalizada, el trabajo necesario para sacar la bolita es mínimo.

Figura 35. Mecanismo de acción de una enzima

Figura


enzima puede catalizar la reacción de decenas de miles de moléculas iguales en un segundo. Por esto, las enzi mas son particularmente eficaces a concentraciones muy pequeñas.

Se conocen cerca de 2.000 tipos diferentes de enzimas, capaces de realizar una reacción química específica. Pero no hay ninguna célula que contenga todas las enzimas conocidas, sino que diferentes tipos de células contienen diferentes tipos de enzimas. Las enzimas particulares que una célula fabrica determinan mayormente la función biológica que tentrá esta célula y sus actividades. Una célula puede tener una cierta reacción química con una velocidad aceptable, sólo si tiene la enzima específica para catalizar dicha reacción.

La molécula (o moléculas) sobre la que actúa la enzima se denomina sustrato. Por ejemplo en la reac ción esquematizada en la figura 35, la sacarosa es el sustrato de la sacarasa, su enzima.

El funcionamiento de una enzima está determinado por su sitio activo

Algunas enzimas son moléculas de ARN. Todas las otras enzimas son, en cambio, grandes moléculas de proteína, muy complejas, compuestas de una o más cadenas polipeptídicas. Las cadenas polipeptídicas de las enzimas se hallan plegadas de manera que forman huecos o entrantes en su superficie. El sustrato se acomoda en estas partes y es allí donde se produce la reacción catalizada. Esta parte de la molécula se llama sitio activo.

Sólo unos cuantos aminoácidos de la enzima forman parte de un determinado sitio activo. Algunos pueden ser aminoácidos consecutivos de la cadena polipeptídica, pero frecuentemente los aminoácidos del centro activo están juntos porque la estructura tridimensional de la proteína los ha acercado.

La unión entre la enzima y el sustrato puede ser muy específica o puede ser flexible. Vale decir, el contacto con el sustrato puede inducir un cambio en la disposición de los aminoácidos del sitio activo de la enzima, favoreciendo la unión específica (fig. 36)

La mayor parte de los casos, el nombre de una enzima se refiere al sustrato que afecta o a la función que cumple en la reacción catalizada. Por ejemplo, la enzima que facilita la degradación de la sacarosa se llama sacarasa; la enzima que facilita la unión de dos subunidades de un polímero se llama ligasa.

Cabe señalar, por último, que es gracias a las enzimas del aparato digestivo que se consigue la extracción eficiente de energía desde los alimentos. Casi el 40% de la energía presente en las moléculas de los alimentos se aprovecha en las actividades celulares, tal como la contracción muscular. Esto se debe a que las enzimas actúan en pequeños pasos secuenciales, liberando gradualmente la energía. Por ejemplo, la glucosa requiere de 16 reacciones catalizadas cada una por una enzima diferente para poder ser degradada por completo. En comparación,

un motor de combustión transforma en trabajo mecánico sólo el 25% de la energía de la bencina mientras que el resto se disipa como calor. Esto, porque la bencina es quemada de una sola vez, mediante una explosión.Actividad 22. Resuelve los siguiente “problemas metabólicos”

a) ¿Cómo se relacionaría la actividad metabólica con el hecho de que los seres humanos tenemos una temperatura de 36,7ºC?

b) Observa el siguiente gráfico y decide cuál de las dos curvas (A o B) representa una reacción catalizada mediante enzima. Justifica

c) ¿Qué sucedería si la energía necesaria para sintetizar las enzimas de una célula fuera superior a la energía que la misma célula obtiene mediante reacciones catabólicas?

A la larga, muchas actividades celulares pueden correlacionarse con las necesidades de un ser vivo

Actividad 3.A modo de resumen de esta guía sobre la organización celular, te proponemos que establezcas una relación entre las distintas tareas

que una célula es capaz de cumplir y actividades que realizas a diario. Dejamos tres espacios extras para poner a prueba tu creatividad.

Cuerpo humano Célula1. Obtención de gases respiratorios Vías respiratorias2. Movimiento Músculos3. Digestión Aparato digestivo4. Percepción del entorno Órganos de los sentidos5. Toma de decisiones Cerebro

Figura 36. (a) Modelo por computador de la enzima hexocinasa (azul) y sus sustrato glucosa (rojo) antes de formar un complejo Enzima-Sustrato. El sitio activo de la enzima es el surco donde se unirá la glucosa (b) La unión de la glucosa al sitio activo de la hexocinasa cambia la forma de la enzima, fenómeno conocido como ajuste inducido.


6. Eliminación de sustancias de desecho Vías urinarias, glándulas sudoríparas7. Soporte interno Esqueleto8.9.10.



MÓDULO 1: LA CELULA CLASE: 8CONTENIDO:

1. La célula como unidad Funcional2. Intercambio entre la célula y el ambiente

3. Universalidad de las moléculas orgánicas 4. De células a tejidos, órganos y organismos



1. Las células son las unidades estructurales de los seres vivos y su actividad es la base de todas las funciones biológicas.2. Algunos organismos son células únicas mientras otros son multicelulares.3. Las células eucariontes organizan el material genético en el núcleo y las funciones intracelulares en distintos compartimentos membranosos4. Relaciones entre estructura y función de la membrana plasmática y los organelos intracelulares de células animales y vegetales.5. Propiedades y funciones de las principales moléculas inorgánicas y orgánicas que componen la célula, apreciando su enorme variedad construida en base a unos pocos tipos de átomos.6. Algunas sustancias pasan a través de la membrana plasmática impulsadas por difusión u osmosis, ya sea libremente o utilizando proteínas transportadoras, mientras otros lo hacen contra una gradiente de concentración gastando energía.7. Las células llevan a cabo las múltiples actividades del organismo especializándose y organizándose en distintos tejidos, órganos y sistemas.8. El metabolismo es un conjunto de reacciones químicas necesarias para mantener la vida, realizadas por enzimas en la célula, formando sustancias complejas o simplificándolas.


Aplicación de un instrumento de evaluación de los contenidos y aprendizajes esperados de la unidad número cuatro.



Contestan el instrumento evaluativo correspondiente a la unidad cuatro procesos evolutivos de la tierra y el universo.

INICIO-MOTIVACION ( 15 Minutos) RECURSOS REQUERIDOSProfesor:Menú: Actividades de inicio:


Evaluación sumativa modulo uno. El docente entrega las instrucciones para el correcto desarrollo del procedimiento evaluativo

Instrumento evaluativo

Alumno:Lápiz pastaLápiz Mina Goma de borrar


Los educandos luego de recibir el instrumento evaluativo y las instrucciones para su correcto desarrollo, proceden individualmente a contestarlo. Los estudiantes que van terminando la evaluación se quedan en su puesto en silencio y colocan la prueba en la parrilla de su banco.


Profesor: (X)

Alumno: (X)


Se retira el documento evaluativo a todos los estudiantes, cerciorándose que estén correctamente rotulados los datos.



Guía de Repaso Prueba de Biología I° Medio. Nombre: Curso: Fecha:

I° Explica con tus palabras que quieren decir las siguientes sentencias: (4 Puntos)

a) La célula es la unidad funcional de todos los seres vivos: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

b) Toda célula posee el material necesario para autorreplicarce: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

II° Indica la función de las siguientes estructuras y organelos celulares, colocando el numero de la columna (A) en la línea punteada de la columna (B). (7 Puntos)

A B1°- Núcleo ______ Lleva a cabo la respiración celular, es decir, la producción de energía.2°- Mitocondria. ______ Se encarga de la síntesis de proteínas.3°- Cloroplasto. ______ Es donde se contiene y protege el material hereditario.4°- Ribosomas. ______ Separa los lípidos de las proteínas y las empaca en vesículas.5°- REL. ______ Organelo donde se produce la fotosíntesis.6°- Apto. De Golgi. ______ Confiere turgencia a la célula vegetal y contiene enzimas digestivas.7°- Vacuola. _______ Se ocupa de la síntesis de lípidos.

III° Identifica las estructuras y organelos que están presente en el esquema completando la tabla. (12 Puntos)

1 72 83 94 105 11


6 12 IV°- Encierra en un circulo la letra de la alternativa correcta.(12 Puntos)

1°- El hígado es un órgano con muchas funciones conocidas, una de ellas es detoxificar el organismo por ejemplo del agua oxigenada. Las células del hígado deben ser ricas en:

a) Lisosomas b) Peroxisomas c) Ribosomas d) RER e) REL

2°- Las células animales no tienen:

a) Cromatina. b) Cloroplastos. c) Mitocondrias d) Retículo endoplásmico rugoso. e) Núcleo

3°- Las células musculares de los atletas suelen tener más mitocondrias que las células musculares de los que no son atletas. Basándose en esta observación, se puede inferir que las células musculares de los atletasa) tienen menor demanda de proteínas celulares que las células musculares de los que no son atletasb) se reproducen con menos frecuencia que las células musculares de los que no son atletasc) tienen núcleos que contienen más ADN que los núcleos de las células musculares de los que no son atletasd) tienen mayor demanda de energía que las células musculares de los que no son atletase) todas las anteriores

4°- El organelo responsable de la obtención de energía útil para una célula animal es:

a) Cloroplasto b) Mitocondria. c) Complejo de Golgi. d) Ribosoma. e) RER.

5°- Un investigador extrae células hepáticas del hígado de una rata de experimentación, las cultiva en un medio apropiado y al cabo de un cierto tiempo, encuentra millones de estas células en el medio de cultivo. ¿Cuál(es) de los postulados de la teoría celular está(n) representado(s) en esta situación?

I. Todos los seres vivos están formados por células.II. La célula es la unidad funcional de los seres vivos.III. La célula puede vivir aisladamente en condiciones adecuadas.IV. Las células se originan de otras preexistentes.

a) Sólo I b) Sólo III c) II y III d) III y IV e) I, II, III, IV

6°- ¿Cuál de las siguientes estructuras celulares está involucrada en la transformación de moléculas inorgánicas en moléculas orgánicas?

a) cloroplastos b) mitocondrias c) vacuolas d) núcleo e) golgi

7°-Un investigador transplantó el núcleo de una célula intestinal de una rana albina en un óvulo sin núcleo de una rana normal. Como resultado de este experimento se obtuvo una rana albina. Este experimento es una demostración directa de que:

a) El citoplasma contiene la información hereditaria para la coloración b) El núcleo contiene la información hereditaria para la coloración c) En el citoplasma no existe información hereditaria d) Los genes están constituidos por ADN e) Los genes codifican para diferentes tipos de proteínas


8°- Una célula que está intoxicada por una sustancia que inactiva el aparato de Golgi tendrá dificultad inmediata para:

a) sintetizar lípidosb) secretar anticuerposc) absorber nutrientesd) digerir grasase) moverse

9°- Respecto a la membrana plasmática, es correcto afirmar que:

I. está constituida por una bicapa lipídica.II. hay proteínas insertas en ella.III. es selectiva al paso de sustancias.IV. el porcentaje de colesterol es mayor que el porcentaje de fosfolipidos.

a) Sólo I b) Sólo III c) II y III d) III y IV e) I, II, III, IV

10°- Si en el lado externo de una membrana descubre una esfera membranosa con una secreción, ¿qué alternativa indica correctamente el organelo que la produjo y el proceso que permitió su salida?

a) aparato de Golgi / exocitosisb) aparato de Golgi / endocitosisc) Retículo liso / exocitosisd) Retículo rugoso / endocitosise) Lisosoma / endocitosis

11°- Una célula secretora debe enviar sustancias fuera de ella, por lo tanto debe tener mayor desarrollo de: I. Aparato de Golgi.II. Vacuolas.III. Cloroplastos.IV. Retículo endoplasmático rugoso.

a) Sólo Ib) I y IIc) I y IVd) I, II, IIIe) I, II, III y IV

12°- La función de la celulosa en las plantas es:

a. Almacenar energía.b. Almacenar información.c. Estructural.d. Enzimática.e. Defensa V.- Contesta las siguientes preguntas: (6 Puntos)

1°- ¿Cuál es la diferencia entre la difusión simple y la difusión facilitada?


2°- Indique cual es la función de la bomba de sodio – potasio ATPasa dependiente.

3°- Señale al menos dos diferencias entre el mecanismo de transporte activo y el pasivo.

VI.- Realiza un esquema del mecanismo de acción enzimática (3 Puntos)

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