la célula - Campus Virtual ORT
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Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 LA CÉLULA Curso: 2° BTO Año: 2013 1 La Célula Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 La Célula Actividad 1: Niveles de organización. 1. Te proponemos reescribir, en el orden que consideres más apropiado, los siguientes conceptos: Célula– planeta – átomo – población ‐ ecosistema – tejido – individuo ‐ universo ‐ órgano – molécula – comunidad. Explicá el criterio que utilizaste para ordenarlos. 2. Entrá en la unidad virtual Célula y metabolismo, en el artículo Niveles de organización. Utilizando la información contenida allí, volvé a ordenar los conceptos indicados más arriba. 3. Si pensáramos en “ladrillo – pared – casa – barrio”, diríamos que hay un salto muy notable entre los conceptos de “pared” y “casa”, ya que ésta última es mucho más que un conjunto de paredes… Por ejemplo, a partir de “casa” uno podría considerarla apropiada para irse a vivir allí. Escribí él o los mayores salto/s que encontrás en la segunda secuencia de conceptos que escribiste. ¿Cómo explicarías con tus palabras esos saltos? ¿Sabías que? El cuerpo de un humano adulto promedio tiene en aproximadamente 5 litros de sangre. A su vez, estos 5 litros de sangre tienen un total aproximado de 25.000.000.000 (veinticinco mil millones) de glóbulos rojos. Cada glóbulo rojo tiene en su interior 250.000.000 (doscientos cincuenta millones) de hemoglobinas, que son capaces de transportar 4 moléculas de oxígeno cuando está saturada (al máximo de su capacidad). a) Mencioná a qué nivel de organización pertenece cada uno de los siguientes: ‐ El cuerpo del individuo. ‐ La sangre. ‐ El glóbulo rojo. ‐ La hemoglobina. ‐ El oxígeno. b) Calculá cuántas moléculas de oxígeno hay en este momento en tu cuerpo. c) Ingresá a la actividad ‘¿Sabías qué? Nivel de organización’, que se encuentra en la guía virtual de célula y relaciona el número que obtuviste con el tamaño de los átomos, moléculas y células según el nivel de organización. Actividad 2: ¿Qué sabemos sobre las células? Teniendo en cuenta lo que conoces sobre las células, respondé las siguientes preguntas: a. ¿Qué son las células? b. ¿En qué seres vivos podemos encontrar células? c. ¿En qué lugares de nuestro cuerpo podemos encontrar células? d. ¿Nuestras células son todas iguales? Si respondieron que no, ¿En que se parecen y en qué se diferencian unas células de otras? e. ¿De qué materiales están hechas las células? g. ¿Todos los seres vivos están formados por el mismo tipo de células? h. ¿Existe alguna relación entre las distintas clases de células y la forma en que clasificamos a los seres vivos? 2 Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 La Célula Actividad 3: La teoría celular. Así como vos y tus compañeros intentaron responder distintas preguntas sobre células, hace muchos años algunos científicos también lo hicieron. Intentaron entender cómo son, cómo se originan y cómo se relacionan las células. Finalmente, luego de años de buscar respuestas y explorar ese misterioso mundo microscópico lograron resumir y ordenar lo aprendido en una teoría que llamaron: La teoría celular. Podés conocer qué dice esta teoría y quienes aportaron con experimentos y conclusiones para elaborarla leyendo las páginas 10, 11 y 13 del libro 1 de Longseller y la página 34 del libro 7 de Longseller. ¿Sabías qué? Las herramientas con las que contamos hoy en día han permitido calcular la cantidad aproximada de células que forman al cuerpo humano. ¿Cuántas imaginás que son? Pensá el número que lo representa. Entrá a la guía virtual, buscá la actividad llamada ‘¿Sabías qué? Teoría celular’ y encontrá el número calculado. Compararlo con el que vos pensaste... ¿te acercaste? Actividad 4: La fábrica de textiles. 1. Ingresá al guía virtual y abrí la actividad Fábrica de textiles. Descargá y observa la imagen de la fábrica con detenimiento. 2. Ahora, observá la siguiente imagen de los componentes de la célula: Ayudate con esta imagen y las páginas 22 y 23 del libro 1 de Longseller e intentá identificar qué componentes y funciones de la célula están representados en la fábrica. 3 Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 La Célula 3. Leé la función de cada una de la organelas y respondé las siguientes preguntas: a. ¿Qué es una organela? ¿A qué nivel de organización pertenece? b. En la fábrica, hay un reglamento de trabajo, ¿Lo relacionaste con una organela? ¿Con cuál? ¿Por qué? c. ¿Qué organela/s podrías relacionar con el área de empaquetamiento y entrega para la distribución? d. ¿Qué organela está representada por el suministro de energía de la fábrica? e. ¿Qué ocurre con los productos provienen del exterior de la fábrica? ¿Para qué se usan? ¿Todos tienen el mismo destino? Actividad 5: ¿Cómo funciona la célula? A la célula también le llegan productos del exterior ¿cómo te parece que ingresan a ella? Con la ayuda de tu libro y de la explicación del profe respondé: 1. ¿Qué función tiene el retículo endoplasmático rugoso? ¿Cuáles son las materias primas que utiliza para esa función? 2. ¿En qué nivel de organización ubicarías a las materias primas y a los productos formados? 3. Hacé lo mismo para el retículo endoplasmático liso. 4. Sabiendo que las organelas están rodeadas de membrana y según lo que trabajaste con tu profe sobre ella respondé: ¿cómo relacionarías la función del retículo endoplasmático liso con la estructura de su membrana y la membrana de la célula? Actividad 6: Diversidad Celular En la actualidad se considera que todas las células comparten dos estructuras esenciales: La membrana, que separa el contenido celular del ambiente en el que se encuentra. El material genético, relacionado con el control de las funciones de la célula y con la posibilidad de transmitir sus características a otras células que se formen a partir de ella. A pesar de estas características comunes, las células presentan diferencias. Estas diferencias pueden estar relacionadas con el tipo de organismo al que pertenecen por ejemplo: bacterias, hongos, plantas y animales. Ingresá en la guía virtual a la actividad Diversidad celular y armá una tabla con todas las diferencias que encuentres (podés armarla acá o en tu carpeta z). Procariota Eucariota animal Eucariota vegetal Eucariota fungi tamaño organelas ADN tipo de reproducción formación de tejidos 4 Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 La Célula 1. ¿Qué diferencias encontraste entre las células procariota y eucariota? 2. Buscá ejemplos de células procariotas y respondé las siguientes preguntas: a. ¿Todos los microorganismos son células procariotas? ¿Por qué? b. ¿Cómo se reproducen los organismos procariotas? c. ¿Cómo obtienen energía los organismos procariotas? d. ¿Qué es la fermentación? e. ¿El producto de la fermentación es siempre el mismo? Da ejemplos de cada tipo. f. ¿Todas las bacterias son patógenas (causan daño) al organismo? Justifica tu respuesta proponiendo ejemplos. 3. En el organismo humano hay aproximadamente 10 células procariotas (bacterias) por cada célula humana. Lee detenidamente la página 83 del libro 1 Longseller y averiguá qué función cumplen las bacterias en nuestro organismo. 4. Ahora te proponemos que armes grupos de tres personas y den explicaciones a las siguientes situaciones: a. Si se produce una lastimadura, se debe limpiar muy bien la piel. b. Si se toma leche de un cartón abierto esta tiene un sabor ácido. c. Los dentistas recomiendan cepillar los dientes después de las comidas. Actividad nº7: Diferencias entre célula animal, vegetal y hongo. Como se mencionó anteriormente hay diferentes tipos de células eucariotas que podemos clasificar en vegetales, animales, y fúngicas (hongos). 1. Ingresá a la guía virtual a la actividad Diferencias entre células y armá tres columnas con las organelas que diferencian a las células animales, vegetales y de hongos. 2. Con la ayuda del libro y de tu profe detallá la función de cada una de esas organelas y respondé las siguientes preguntas: a. La mitocondria es una organela que está presente en los tres tipos celulares ¿Cómo podrías explicar esto? b. Una de las características de las células vegetales es la presencia de cloroplastos, mencioná la función de los mismos ¿En qué órgano de las plantas es más frecuente encontrarlos? ¿Por qué? 5 Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 La Célula Actividad nº8: Una célula, muchas células. Ya hemos visto que los primeros seres vivos que poblaron nuestro planeta estaban formados por una sola célula, es decir eran unicelulares. Las bacterias son el ejemplo característico de este grupo, aunque no los únicos tipos de organismos unicelulares actuales. Ya viste también que la característica esencial que diferencia a una célula procariota de otra eucariota es la presencia de un núcleo organizado, en el caso de las eucariotas, mientras que en las células procariotas el material genético no se encuentra envuelto en una membrana nuclear y está “suelto” aunque agrupado en el citoplasma. Existe una gran variedad de organismos unicelulares eucariotas. Estos se encuentran entre los organismos más abundantes que podemos encontrar tanto en lagunas, ríos y mares, como en la sangre humana o el interior de la boca. Algunos tienen vida libre como los paramecios mientras que otros son parásitos como el tripanosoma. Vacuola contráctil Macronúcleo Cilios Micronúcleo Vacuola alimentaria Teniendo en cuenta que una sola célula tanto procariota como eucariota, pueden ser organismos vivos: ¿Podrías afirmar que todas las células pueden considerarse organismos vivos? Justifica tu respuesta. Todos los organismos pluricelulares están formados por células eucariotas. La aparición de un núcleo organizado y organelas permitió a las células especializar su funcionalidad trabajando asociadas y comunicadas con otras células, de esta forma aparecieron los primeros organismos formados por tejidos. Las medusas son ejemplos característicos de este grupo. Ahora bien, ¿Cómo se asocian las células entre sí? 6 Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 La Célula 1. Debatí en grupo como te parece que se asocian las células de: Del sistema nervioso. De la piel. De las plantas. Justifica tus respuestas. 2. Busca imágenes de una célula eucariota (no fotosintética) de vida libre y cualquier célula de tu cuerpo que forme tejidos y campará las organelas de cada una: Organelas Célula eucariota de vida libre Célula eucariota de tejido 3. ¿Qué diferencias hay de acuerdo a la presencia o no de organelas? ¿Porque te parece que existe esta diferencia? 4. Busca imágenes de las diferentes células que componen nuestros tejidos. 5. ¿Todas las células de nuestro cuerpo son iguales? Justifica tu respuesta. 6. ¿Hay variación en la presencia y proporción de organelas celulares de acuerdo al tejido y órgano que forman? ¿Se relaciona esto con su función? Menciona ejemplos. 7. En función de las respuestas anteriores ¿te parece que todas las células de nuestro organismo y de otros organismos pluricelulares utilizan los mismos mecanismos de comunicación? ¿Por qué? A continuación se presentan varios esquemas entre las uniones de células de un tejido: Sinapsis Entre las células que forman parte de los tejidos nerviosos existe un pequeñísimo espacio por el que “circulan” , “saltan” sustancias que pasan de una célula a otra, de manera direccionada, que aseguran que el impulso nervioso pase de una célula a otra hasta producir una respuesta a un estímulo. Este pequeño espacio entre las células se llama espacio sináptico y es exclusivo de las células nerviosas. 7 Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 La Célula Uniones estrechas: Se trata de la fusión de las membranas celulares contiguas, formando como si fuera un cierre hermético continuo sellando el espacio intercelular de cada célula de una capa de tejido. Siendo el caso más típico el de las células epiteliales en el intestino de los mamíferos. Desmosomas: Corresponden a puntos de soldadura entre células. Son particularmente abundantes en tejidos cuya función debe resistir una gran tracción mecánica. Consiste en placas de material fibroso (proteínas de adhesión) paralelos entre sí. Unión de contacto o nexus o gap: Estas uniones son muy comunes en tejidos como musculares cardíacos. La unión está constituida por un anillo, en la membrana de cada célula, unidas entre sí por un canal controlado que permite el pasaje de iones y moléculas hidrosolubles orgánicas de pequeño tamaño. 8 Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 La Célula Plasmodesmos Los tejidos vegetales se organizan de forma muy diferente a los animales. Esto se debe a que las células vegetales están encerradas por unas paredes celulares rígidas. El sistema de paredes celulares elimina la necesidad de uniones adherentes para mantener las células unidas en su lugar, debido a una sustancia cementante conocida como laminilla media, pero persiste la necesidad de una comunicación intercelular directa. Por tal motivo los vegetales tiendo sólo una clase de uniones intercelulares, los plasmodesmos, que conectan directamente el citoplasma de las células adyacentes. Situaciones problemáticas 1. La vejiga urinaria presenta una gran diferencia de tamaño cuando está vacía que cuando está llena. Ésta puede soportar hasta 500 ml de orina, gracias a su gran elasticidad. a. ¿Cómo es posible que no salga la orina por entre las células que forman las paredes de la vejiga? b. ¿Qué tipo de uniones presenta el epitelio de la vejiga? ¿Por qué llegaste a esa conclusión? 2. El epitelio intestino delgado consiste en láminas continuas que tienen varias funciones: proporcionan una cubierta protectora, se encargan secretar sustancias (enzimas) para degradar algunos alimentos y absorben sustancias estas ingresan a la célula pero no al espacio intercelular dado que están muy unidas. a. Mencioná qué tipo de unión habrá entre las células del epitelio intestinal ¿por qué? b. ¿Que organelas habrá en mayor proporción en este tejido, relacionada con la función de secreción de enzimas? c. ¿Qué proceso permite la salida de estas sustancias a exterior celular para degradar alimentos? 3. Las arterias y las venas, por donde circula sangre, tienen la particularidad de ser muy flexibles pero no permitir la salida de sangre de su interior debido al tipo de unión que se establece entre las células que conforman sus tejidos. ¿Qué tipo de unión tendrá las células del epitelio de arterias y venas? 4. El movimiento muscular está determinado por el pasaje de iones entre células, dado que los músculos están en constante contracción, el pasaje debe ser efectivo y así asegurar un buen funcionamiento del mismo, ¿qué tipo de unión celular permitirá a las células musculares el pasaje de iones con eficacia? ¿Por qué? 9 Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 La Célula Actividad nº9: Mundo microscópico. ¿A qué nos referimos cuando decimos que algo es microscópico? A que ese algo es tan pequeño que no podemos verlo con los ojos a simple vista y necesitamos una herramienta que nos ayude a observarlo. Es por eso que uno de los eventos que marcó un cambio importante en el camino del conocimiento y del estudio del mundo microscópico fue la invención del microscopio. Los científicos siempre intentaron comprender la naturaleza (aún hoy lo hacen) y durante siglos se perdieron una parte importante: los niveles microscópicos. La invención del microscopio llegó para responder a muchos de los interrogantes que estaban sin respuesta, incluso fue útil para la elaboración de la Teoría celular que antes estudiaste. Ingresá a la actividad Conociendo el microscopio que se encuentra en la guía virtual y seguí las consignas que ahí se enuncian. Podés encontrar más sobre la microscopía y su historia en las páginas 18, 19 y 20 del libro 1 de Longseller y página 34 del libro 7 de Longseller. Actividad 10: Observando con el microscopio... Ahora te toca observar a vos algo de todo esto que venimos estudiando. Para eso vamos a utilizar algunos microscopios ópticos y es importante que recuerdes cómo funcionan sus partes y que prestes especial atención a las recomendaciones del profe para tener los cuidados necesarios al manipularlo (se trata de herramientas muy sensibles y costosas). 1. Trabajo en el laboratorio (en grupo): Preparación de muestras y observación. Armen 6 grupos en el curso. Cada uno se encargará de preparar una muestra para observar en el microscopio. Luego rotarán los grupos por los diferentes preparados para poder ver las muestras preparadas por los demás grupos. Tomá una hoja y para cada muestra que observes completá la siguiente ficha técnica: a. Nombre de la muestra: b. Aumento con el que se ve: c. Células dispersas o unidas: d. ¿Se ven los núcleos?: e. ¿Identificás alguna de las organelas que estudiaste? ¿Cuál? f. ¿Se trata de una célula eucariota o procariota? Muestras sugeridas para preparar: mucosa bucal, catáfila de cebolla, hoja de cebolla, hojas de elodea, raíz de una planta de la huerta, yogurt y levadura. 2. Ahora, podrás observar algunos preparados ya hechos en el laboratorio con anterioridad. Se trata de muestras más difíciles de obtener. Muestras sugeridas para que el docente les muestre: distintos tipos de tejidos de mamíferos. 10 Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 La Célula 3. Entrá a la actividad de la guía virtual llamada Imágenes de células y observá las diferentes imágenes tomadas con microscopio óptico (¡igual que los que utilizaste vos!) y respondé las consignas que ahí encontrarás. Actividad nº11: Metabolismo celular. El conjunto de todas las transformaciones que ocurren en el interior celular se conoce como metabolismo. El metabolismo celular abarca dos tipos de reacciones: las que permiten la formación de grandes moléculas forman parte del anabolismo y las que transforman moléculas complejas en moléculas más simples, liberando energía para que la célula utilice, integran el catabolismo. Ambas reacciones pueden ocurrir simultáneamente o predominar más una que otra dependiendo de las necesidades celulares. Los siguientes ejemplos corresponden a reacciones químicas que pueden ocurrir en el interior de la célula. Indicá en cada uno de los casos si se producen a través de reacciones anabólicas o catabólicas: Fabricación de proteínas a partir de aminoácidos Fabricación de almidón a partir de glucosa. Obtención de glucosa a partir de almidón. Obtención de aminoácidos a partir de proteínas. Fabricación de membranas celulares a partir de lípidos. Actividad nº12: Respiración celular. En nuestro cuerpo, la sangre transporta oxígeno y glucosa a todas las células de nuestro cuerpo. La glucosa y el oxígeno son indispensables para la vida de una célula, debido a que estas dos moléculas son las que les permiten a las células realizar la respiración celular: Glucosa + Oxígeno Energía + Dióxido de Carbono + Agua Esta ecuación significa que las células utilizan la glucosa y el oxígeno para generar energía y como producto de desecho, se genera dióxido de carbono (que debe ser eliminado) y agua. No debe confundirse la respiración celular con la respiración pulmonar. La respiración pulmonar es la inhalación y exhalación de aire de los pulmones que permite que se elimine el dióxido de carbono de la sangre y se incorpore oxígeno al torrente sanguíneo. Sin embargo, respiración pulmonar y respiración celular están íntimamente relacionadas. El oxígeno que se incorpora mediante la inhalación viaja luego por la sangre (transportado por los glóbulos rojos) hacia las células de todo el cuerpo que necesitan del oxígeno para generar energía. A su vez el dióxido 11 Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 La Célula de carbono producido por las células en este proceso, pasa a la sangre para ser transportado por la misma hasta los pulmones y, finalmente, salir hacia el exterior en cada exhalación. La glucosa necesaria para la respiración celular, es un azúcar de alto nivel energético que es incorporada directamente a través de la alimentación. 1. Explicá, teniendo en cuenta los procesos que ocurren en las células, por qué nos agitamos al correr. 2. Explicá, teniendo en cuenta los procesos que ocurren en las células, por qué alguien que padece de diabetes (no produce insulina y por lo tanto la glucosa que está en la sangre no puede ingresar a las célula) presentará como uno de los síntomas el cansancio. 3. ¿Por qué una persona con anemia se siente cansada? Actividad nº13: Fotosíntesis. Como viste en la actividad anterior, la célula utiliza la glucosa para obtener energía en el proceso de respiración celular. 1. ¿Cómo ingresa la glucosa a la célula eucariota animal? 2. ¿En las células vegetales ocurre lo mismo? Justificá tu respuesta. 3. Este es uno de los primeros experimentos realizados para comprender de qué se alimentan las plantas: El experimento de Van Helmont 12 Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 a. b. c. La Célula ¿Cómo se explica que mientras la planta aumentó su masa en 82,5 kg la tierra sólo haya disminuido su peso en 5 gramos? ¿Qué hipótesis alternativas se te ocurren para explicar cómo se alimentan las plantas? Discutilo con tu grupo. ¿Este experimento contradice las hipótesis que plantearon en el punto anterior? ¿Por qué? La fotosíntesis es el proceso por el cual los vegetales utilizan la energía de la luz del sol para llevar a cabo una serie de reacciones químicas por las cuales se transforma dióxido de carbono y agua en glucosa, y se libera oxígeno. La fotosíntesis es responsable no sólo de la producción de los compuestos orgánicos que consumen los animales, sino también del oxígeno que respiramos. Podemos expresar la fotosíntesis de una forma simplificada. LUZ Dióxido de carbono + Agua Oxígeno + Glucosa. Las plantas utilizan una molécula de agua y liberan una molécula de oxígeno por cada molécula de dióxido de carbono usado para la formación de una molécula de glucosa. 4. Observá la molécula de glucosa: a) Contá la cantidad de carbonos que componen la molécula: __________ b) Calculá cuántas moléculas de dióxido de carbono se utilizan para la formación de una molécula de glucosa: ______________________ c) Por lo tanto, ¿cuántas moléculas de oxígeno se liberan en la formación de una molécula de glucosa? d) En relación a las cuentas que sacaste reescribí la fórmula con las cantidades correspondientes: GLUCOSA ___ Dióxido de Carbono + ____ Agua ______ Glucosa + _____ Oxigeno e) Ordená en forma creciente de nivel de organización las sustancias involucradas. ¿Cómo obtiene la planta las sustancias necesarias para la fabricación de glucosa? Cabe destacar el importante papel de la luz y de la clorofila en la fotosíntesis. La clorofila es un pigmento que actúa como una antena, absorbiendo energía a partir de la luz. Etapas de la fotosíntesis La fotosíntesis ocurre en dos etapas diferentes pero acopladas: etapa dependiente de la luz y etapa independiente de la luz. Ambas etapas ocurren en el cloroplasto pero en diferentes zonas del mismo. 13 Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 La Célula Etapa lumínica En la primera etapa de la fotosíntesis, las plantas absorben agua del suelo por las raíces y la llevan hacia las células con cloroplastos de los órganos aéreos (hojas, tallo). Una parte de la energía que es absorbida del sol se emplea para romper la molécula de agua y otra parte se almacena. Al romperse la molécula de agua los hidrógenos se quedan y el oxígeno es liberado al exterior. Como resultado de esta primera etapa o fase lumínica de la fotosíntesis, la planta obtiene 2 de los 4 elementos necesarios: los hidrógenos del agua y la energía del sol para formar la glucosa. Además, como resultado de la reacción se produce la liberación de oxígeno. Etapa independiente de la luz Los elementos acumulados en la etapa lumínica serán utilizados en esta etapa junto al dióxido de carbono del aire que se incorpora a través de los estomas, que son unos pequeños poros de las hojas. El dióxido de carbono aporta los carbonos y los oxígenos necesarios para la formación de glucosa. El carbono y el oxígeno provenientes del dióxido de carbono se unen a los hidrógenos que se obtuvieron en la etapa anterior utilizando la energía que quedó reservada también de la etapa previa, formando así la molécula de glucosa. La glucosa, producto de la fotosíntesis, puede ser usada para la producción de energía mediante el proceso de respiración celular, o para producción de compuestos de carbono más complejos tales como almidón, celulosa, proteínas y lípidos. Con estos compuestos se construyen las hojas, troncos raíces, flores y semillas. 5. Con la ayuda de la página 62 del libro 1 de Longseller y de tu profe respondé las siguientes preguntas: a) ¿En qué organela de la célula ocurren las reacciones involucradas en el proceso de fotosíntesis? b) ¿En qué órgano de la planta te parece que encontrarás mayor proporción de estas organelas? ¿por qué? c) Explicá por qué en una célula vegetal puede estar ocurriendo fotosíntesis y respiración celular al mismo tiempo. d) Según lo visto sobre metabolismo, la fotosíntesis es un conjunto de reacciones anabólicas o catabólicas, ¿por qué? Justificá tu respuesta. La reacción química representada por la ecuación: LUZ 6 CO2 + 6 H2O GLUCOSA + 6 O2 Cuando procede hacia la derecha representa la fotosíntesis, si la observamos de derecha a izquierda representa la respiración celular: e) ¿Podríamos decir que son procesos inversos? Justificá tu respuesta f) Una de las diferencias entre las células animales y vegetales es que las últimas poseen una vacuola de mayor tamaño. Teniendo en cuenta lo que aprendiste de fotosíntesis y respiración celular, ¿cómo podrías explicar esta diferencia? g) ¿De dónde proviene el oxígeno que se desprende de la fotosíntesis? h) ¿Es correcto decir que las plantas nos “roban” el oxígeno por la noche y que por eso hay que sacarlas de la habitación mientras dormimos? i) ¿Cómo podrías justificar que en ausencia de agua la fotosíntesis no se realiza? 14 Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 j) La Célula El proceso de fotosíntesis implica que la célula fabrica su propio alimento. ¿Es correcto entonces afirmar que las células fotosintéticas no necesitan incorporar materiales del exterior para alimentarse? Justificá tu respuesta. Actividad nº14: Entrada y salida de sustancias de la célula. Como viste anteriormente, la célula constantemente incorpora y elimina sustancias. La célula está rodeada por la membrana plasmática y es ésta la que va a determinar cuáles sustancias entran y cuáles no. A esta propiedad de la membrana se la llama semi‐permeabilidad o permeabilidad selectiva. Hay varias maneras por las cuales las sustancias pueden entrar y salir de las células. Depende del tamaño de partícula y de la concentración (cantidad) que haya a ambos lados de la membrana: En el transporte pasivo, las sustancias se desplazan pasivamente (sin gasto de energía por parte de la célula) desde los lugares donde hay mayor concentración hacia donde hay menor concentración. Similar a lo que ocurre con una gota de tinta que difunde hasta colorear un vaso de agua. La diferencia entre la difusión facilitada y la difusión simple es que la difusión facilitada se produce a través de canales que la célula tiene en sus membranas (como es el caso de la glucosa de la sangre a las células), mientras que la difusión simple ocurre a través de cualquier lugar de la membrana. Esto último es posible debido al tamaño reducido de las partículas que se mueven de esta manera (por ejemplo, el oxígeno y el dióxido de carbono). El transporte activo, por el contrario, lo utilizan las células cuando deben movilizar sustancias desde donde hay menor hacia donde hay mayor concentración de partículas. De esta manera, como las partículas no se mueven pasivamente desde donde hay más hacia donde hay menos cantidad, es necesario que exista un transportador (o bomba) en la membrana que pase las partículas de un lado hacia el otro, con gasto de energía para la célula. Un ejemplo de esto es el transporte de sodio desde las células a la sangre. La concentración de sodio es mucho mayor en la 15 Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 La Célula sangre que en el citoplasma de la célula, por lo que es necesario utilizar un transportador activo con gasto de energía que mueva al sodio del interior celular al plasma sanguíneo. Otro método de transporte de sustancias hacia afuera o hacia adentro de las células es la endocitosis y la exocitosis. El primero se da en el caso de que la célula deba incorporar partículas de tamaño demasiado grande como para que entre por alguno de los otros métodos. La exocitosis es el mecanismo que utilizan las células para secretar (liberar) sustancias que produjeron, por ejemplo una hormona (como la insulina o adrenalina). Ambos procesos tienen como intermediario una vesícula que mantiene la sustancia incorporada por endocitosis aislada del medio celular o bien que almacena las partículas producidas para luego ser liberadas por exocitosis. Ahora respondé: 1. La adrenalina es una hormona formada de proteína y es producida en las células de la glándula suprarrenal. Luego de ser producida es almacenada dentro de vesículas y luego es liberada al torrente sanguíneo para poder ser distribuida hacia el conjunto de las células del cuerpo. Cuando llega a las células del hígado la adrenalina promueve la degradación de una sustancia de reserva para producir glucosa. Esta glucosa sale desde la célula del hígado (donde tiene mayor concentración) hacia la sangre (donde tiene menor concentración) a través de un canal de membrana para ser distribuida hacia las células de todo el cuerpo. a. ¿Cómo se denomina el proceso de salida de la adrenalina? b. ¿Cómo se llama el proceso por el cual sale la glucosa de las células del hígado? ¿Se gasta energía? c. Ante una situación de miedo en la que el cuerpo se prepara para correr se libera adrenalina. ¿Por qué? 2. Cuando consumimos alimentos con alto contenido de glucosa, las células de epitelio intestinal incorporan estas moléculas desde el tubo intestinal hacia su citoplasma. Cuando en el interior 16 Ciencias Naturales 2° BTO ‐ 2013 La Célula del intestino la concentración de glucosa disminuye, de todos modos las moléculas de glucosa siguen siendo incorporadas desde el tubo intestinal al citoplasma de las células epiteliales. a. ¿Qué mecanismos de transporte usarán las células para incorporar la glucosa en cada caso? ¿Por qué? b. ¿Cuál es el destino que tiene la glucosa en el interior de la célula y para qué se utiliza? Da ejemplos. c. ¿Qué tipo de unión celular será necesaria en las células epiteliales del intestino para que la glucosa ingrese a la célula y no pase entre ellas? CELULA DEL EPITELIO VASO SANGUÍNEO d. Una parte de la glucosa incorporada a las células del epitelio del intestino quedarán el mismo, mientras que la gran mayoría pasará a los vasos sanguíneos para ir las demás células del cuerpo. Dado que la concentración de glucosa es menor en la sangre que circula por el vaso sanguíneo que en las células epiteliales del intestino, ¿qué mecanismo de transporte usará la glucosa para pasar de un lado a otro? e. Indicá a qué nivel de organización de la materia pertenecen: el epitelio intestinal, la glucosa, el vaso sanguíneo y una célula del epitelio intestinal Para efectuar la transmisión del impulso nervioso las neuronas generan un transmisor nervioso hecho de proteínas, el cual es secretado y recibido por los receptores específicos de otra neurona, lo que provoca la apertura de canales de sodio. Cuando entra el sodio se transmite el impulso, esto ocurre de neurona en neurona. ¿Qué tipo de unión se establece entre las neuronas? a. ¿Qué organelas están involucradas en la fabricación del transmisor nervioso proteico? b. ¿Por medio de que mecanismo sale el transmisor neurona de una neurona para llegar a otra? c. Considerando que en el espacio entre neurona y neurona hay mayor concentración de sodio que en la neurona siguiente y que este es una partícula pequeña, ¿por medio de que mecanismo de transporte, entrará el sodio a las neuronas? 17
