EXAMEN BIOLOGÍA CUARTA UNIDAD

TEMA 1. LA CÉLULA COMO UNIDAD BIOLÓGICA.

La Célula

            La célula es la unidad anatómica y funcional de todo ser vivo. Es la parte más pequeña que por sí misma puede realizar las funciones vitales: nutrición, relación y reproducción.

            La Teoría celular se resume en 4 puntos:

• Todos los seres vivos están formados por células. Hay organismos unicelulares y pluricelulares.
• Toda célula procede de otra por división.
• La célula por sí misma realiza las funciones vitales.
• La célula contiene la información necesaria para dirigir su funcionamiento y desarrollo.

Todas las células presentan unas características comunes:

• Membrana: Envoltura que rodea a la célula y que regula el intercambio de sustancias entre la célula y el exterior. Está formada por fosfolípidos y proteínas.
• Citoplasma: Es el espacio que ocupa la mayor parte del interior de la célula. Está formado por una sustancia semilíquida en la que se encuentran los distintos orgánulos celulares y el citoesqueleto, que le da forma y sostén a la célula. En el citoplasma se producen muchas de las reacciones del metabolismo.
• Material genético: Formado por ADN asociado a proteínas y que contiene toda la información para dirigir el funcionamiento de la célula.

Célula Procariota

            Son las más sencillas, se caracterizan porque el material genético está libre en el citoplasma, no teniendo organización. Las presentan los animales sencillos como las bacterias. Una célula procariota presenta las siguientes partes:

• MEMBRANA PLASMÁTICA:
  • Está rodeada de una envoltura protectora llamada pared celular. En algunos casos además existe una envoltura gelatinosa denominada cápsula.
  • Presenta unos repliegues internos (mesosomas) en las que se realizan las reacciones metabólicas.
• CITOPLASMA:

Está poco diferenciado, carece de los orgánulos típicos de las células eucariotas, sólo contienen Ribosomas.

• MATERIAL GENÉTICO:

Está formado por una molécula de ADN circular (cromosoma bacteriano) que está libre en el citoplasma.

Célula Eucariota

Se caracteriza por tener el material genético protegido dentro del núcleo y por poseer numerosos orgánulos celulares.

Membrana Plasmática:

Es el límite externo de la célula. Separa el medio externo del interior de la célula. Su organización y estructura es similar a la de las células procariotas.

Citoplasma:

En su matriz acuosa distinguimos una serie de orgánulos (membranosos y no membranosos).

Núcleo:

Porción de citoplasma aislada por una membrana similar en constitución. Aísla el material genético (ADN) que se condensa formando la cromatina. En el interior del núcleo se encuentra también el nucléolo, que se ocupa de la síntesis de los ribosomas y contiene cierta cantidad de ARN.

Célula Animal

            En su citoplasma aparecen orgánulos membranosos como mitocondrias, retículo endoplasmático (liso y rugoso), lisosomas y vacuolas (que suelen ser muy numerosas y de pequeño tamaño). Entre los orgánulos no membranosos están los ribosomas y el centrosoma.

Célula Vegetal

            Presenta una envuelta rígida alrededor de la membrana plasmática formada por celulosa. Esta pared determina la forma de la célula. Los orgánulos son los mismos que los que hay en la célula animal, a excepción del centrosoma. Como orgánulo exclusivo de las células vegetales están los cloroplastos, responsables de la fotosíntesis.

Función de Nutrición: Metabolismo Celular

            La función de nutrición permite a la célula alcanzar dos objetivos fundamentales para su existencia.

• Fabricar nuevos materiales celulares.
• Obtener energía.

Esto se consigue mediante un intercambio continuo de materia y energía con el medio. Todos los procesos se conocen como el metabolismo celular.

Teniendo en cuenta su doble función, existen dos tipos de metabolismo:

• Anabolismo: Conjunto de reacciones por las que una célula es capaz de originar biomoléculas complejas y ricas en energía a partir de moléculas más sencillas y pobres en energía.
• Catabolismo: Conjunto de reacciones químicas por las que una célula utiliza las biomoléculas ricas en energía para formar moléculas más sencillas y pequeñas. Se utiliza en las tareas celulares (movimiento, reproducción, crecimiento, etc.).

Catabolismo

            Todos los seres vivos necesitan obtener energía para realizar las funciones vitales. El proceso por el que la mayor parte de los seres vivos obtienen la energía de los nutrientes se denomina respiración celular. Utiliza como fuente de energía glucosa (C6H12O6) que se oxida a CO2 Y H2O según la siguiente reacción: C6H12O6 + 6 O2 ———à 6CO2 + 6 H2O + 38 ATP

El proceso de oxidación de la glucosa se realiza mediante una secuencia de reacciones que comienzan en el citoplasma y que acaban en la mitocondria produciendo una gran cantidad de ATP.

Los organismos que no tienen mitocondrias o que no toleran el oxígeno realizan un proceso anaeróbico denominado fermentación. Consiste en la degradación incompleta de los nutrientes orgánicos. Produce moléculas orgánicas parcialmente oxidadas como alcoholes y ácidos además de una menor cantidad de energía que la respiración aerobia.

• Fermentación láctica: Genera ácido láctico que sirve para fabricar yogur, queso, etc.
• Fermentación alcohólica: Genera etanol y se utiliza para fabricar bebidas alcohólicas.

Función de Reproducción

            La reproducción celular se acompaña de profundos y complicados cambios estructurales, que afectan, especialmente, al núcleo y que caracterizan los dos tipos principales de división: mitosis y meiosis.

            Mediante la mitosis se obtienen dos células hijas con la misma dotación cromosómica de la madre. Para ello, antes de iniciar la división se duplica el ADN de la célula madre.

Mitosis:

            Se puede dividir en 4 etapas:

• PROFASE: En esta fase la cromatina se condensa y se hacen visibles los cromosomas, cada uno con 2 cromátidas, ya que antes de iniciarse la síntesis se ha duplicado el material genético, desaparece la membrana nuclear y el nucléolo, se duplican los centriolos y se forman los filamentos del huso acromático.
• METAFASE: En esta fase, los cromosomas se sitúan en el ecuador de la célula.
• ANAFASE: Se separan las cromátidas hermanas de cada cromosoma, dirigiéndose cada cromátida a un polo de la célula.
• TELOFASE: En esta fase los núcleos hijos se reconstruyen. Los cromosomas finalizan la migración, comienzan a descondensarse formando una cromatina que empieza a rodearse de una envoltura nuclear. El huso acromático se reduce llegando a desaparecer.

Al mismo tiempo que ocurre la telofase se produce la citocinesis o división del citoplasma. La citocinesis es distinta si se produce en células animales o vegetales.

En el caso de las células animales la citocinesis se produce por un “estrangulamiento” de la membrana plasmática. No obstante, en las células vegetales la membrana está rodeada por una pared celular rígida; en estos casos la célula forma un tabique de separación que separa las dos células hijas.

Meiosis

Es el proceso de división de las células precursoras de los gametos. En este proceso a partir de una célula se obtienen 4 células hijas, con la mitad de cromosomas que la célula madre y además distintas genéticamente, ya que se ha producido recombinación entre parejas de cromosomas homólogos.

En la meiosis se producen 2 divisiones conocidas como meiosis I y meiosis II.

Meiosis I.

Aquí es donde se produce la reducción de cromosomas a la mitad y el intercambio genético.

Profase I.

A diferencia de la mitosis en esta profase se produce el apareamiento de los cromosomas homólogos con intercambio de genes entre ellos.

Metafase I.

Los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial.

Anafase I.

En esta fase no se separan las cromátidas de los cromosomas como ocurre con la mitósis sino los cromosomas enteros (con sus dos cromátidas), cada uno de los cuales se dirige hacia un polo.

Telofase I.

En la telofase se producen dos células hijas con la mitad de cromosomas, cada uno con dos cromátidas.

Meiosis II.

Profase II, Metafase II, AnafaseII

y

Telofase II.

Todas estas fases ocurren igual que en la mitosis, la única diferencia es que no existe duplicación previa de ADN (los cromosomas se encuentran ya duplicados).

Diferencia entre Mitosis y Meiosis

Importancia Biológica de la Meiosis

            Su importancia se debe a que la meiosis es el proceso que origina los gametos. Como consecuencia:

• Mantiene constante el número de cromosomas de una especie.
• Aumenta la variabilidad genética de la especie. Debido al proceso de recombinación.