Desarrollo histórico de la química

La química es una ciencia que estudia la materia y los cambios que ocurren en ella. Aunque su origen es antiguo, se la considera una ciencia moderna, activa y en evolución. Su desarrollo histórico ha estado asociado al descubrimiento, manejo y transformación de los recursos naturales que el hombre disponía.

raíces prehistóricas

Desde su inicio, el ser humano aprendió a modificar los materiales de la naturaleza, lo que constituye el principio de la química. El descubrimiento del fuego fue, sin lugar a dudas, el más importante de la época; gracias a este el hombre primitivo logró cocinar sus alimentos, mantenerse caliente, elaborar moldes de arcilla y modelar algunos metales como el cobre y el estaño.

Con el descubrimiento del fuego, nuestros ancestros hicieron un importante progreso en la transformación de materiales.

Primeras civilizaciones

En la Edad Antigua, el conocimiento que tenía el ser humano sobre los materiales logró el desarrollo de grandes civilizaciones como la persa, la mesopotámica, la griega, la egipcia y la romana. Algunas técnicas dominadas para entonces eran el manejo del vidrio y de metales como el oro, la plata y el hierro; también hacían perfumes, barnices, jabones, medicamentos, vino y muchos otros productos.

¿Cómo se compone la materia?

En el siglo VI a. C. los griegos intentaron dar una explicación a cómo se componía la materia. Las primeras teorías propuestas por los filósofos fueron las siguientes:

Para Aristóteles (384-322 a C.) la materia estaba formada por cuatro elementos: agua, tierra, fuego y aire.
Según Tales de Mileto (624-546 a. C.) la sustancia básica era el agua, pues sin agua no hay vida.
Leucipo (siglo V a. C.) y su discípulo Demócrito (siglo IV a. C.) expusieron que la materia se dividía hasta llegar a una partícula indivisible que denominaron “átomo“.

¿Sabías qué?

La palabra “átomo” proviene del griego átomon: a que significa “sin” y tomon que significa “división”.

Estatua de bronce de Aristóteles en Alemania. Su teoría de los cuatro elementos (más tarde llamada cinco elementos al añadir el éter) fue aceptada por más de un milenio en Occidente.

La alquimia

El dominio técnico de la civilización egipcia combinado con las teorías filosóficas de los griegos dio paso a la alquimia: práctica que buscaba comprender la naturaleza y encontrar la perfección, lo cual se materializaba en el oro. Por dicha razón, los alquimistas se dedicaron a manipular metales y sustancias con el fin de hallar la piedra filosofal, la cual se creía era un compuesto mágico que convertía metales en oro y concedía la eterna juventud.

La alquimia fusionó la técnica, el misticismo, la astrología, la filosofía, la superstición y la magia. Por este camino se desarrollaron y perfeccionaron métodos como el baño de María, la destilación, la sublimación, la calcinación y la metalurgia; e instrumentos como el alambique y la balanza.

El oro era el material perfecto para los alquimistas.

Jabir ibn Hayyan

El árabe Jabir ibn Hayyan tuvo importantes avances en el alquimia, al punto de ser considerado por algunos expertos como el padre de la alquimia y fundador de la química. Él clasificó las sustancias en espíritus, metales y cuerpo sólidos. Los espíritus eran sustancias volátiles como el alcohol, mientras que los cuerpos sólidos eran no volátiles.

La química moderna

Ya para el siglo XVIII, la teoría de los cuatro elementos de Aristóteles no era suficiente para comprender cómo se componía la materia, pues los avances en el estudio de los gases certificaron que el aire no era un elemento, sino un conjunto de diferente sustancias. En la Edad Moderna inició la química propiamente dichas y los hitos que marcaron este período fueron los siguientes:

	George Ernst Stahl 1659-1734 Propuso la teoría del flogisto, esta aseguraba que lo cuerpos combustibles tenían una sustancia denominada flogisto que se perdía en el aire al arder el material.
	Robert Boyle 1627-1691 Realizó importantes avances en el estudio de los gases. Sus teorías y planteamientos lograron comprobarse de forma experimental, razón por la que se le atribuye el método cualitativo.
	Joseph Priestley 1733-1804 Estudió diversos gases y descubrió que la combustión era posible gracias al oxígeno. Fue el primero en aislar el oxígeno en forma gaseosa y reconocer su importancia para la vida.
	Antoine Lavoisier 1743-1794 Conocido como el padre de la química moderna gracias a sus estudio sobre la fotosíntesis, la oxidación de los cuerpos, la combustión, el aire, la respiración animal y su ley de la conservación de la masa.

química en la edad contemporánea

A partir del siglo XIX la química se desarrolló con más fuerza. El descubrimiento y síntesis de nuevas sustancias caracterizó esta etapa. Los acontecimientos más relevantes se señalan a continuación:

	John Dalton 1766-1844 Propuso la primera teoría atómica. Según Dalton la materia estaba formada por átomos indivisibles, indestructibles, de forma esférica e iguales entre sí para un mismo elemento.
	Ernest Rutherford 1871-1937 Estableció una estructura atómica con partículas más pequeñas, por lo que el átomo dejó de ser indivisible. Este modelo consta de un núcleo cargado positivamente y una zona de partículas con cargas negativas.
	Niel Bohr 1885-1962 Expuso que el átomo tiene electrones ubicados en órbitas estables alrededor del núcleo. Estos electrones emiten o absorben energía cuando saltan de una órbita a otra.
	Dimitri Mendeleiev 1834-1907 Organizó los elementos existentes hasta ese momento de acuerdo a sus pesos atómicos en una tabla conocida como “la tabla periódica de los elementos”.
	Marie y Pierre Curie 1867-1934, 1859-1906 Estudiaron el fenómeno de la radiactividad y descubrieron dos elementos llamados radio y polonio.
	James Chadwick 1891-1972 Este físico británico logró demostrar la existencia de los neutrones: partículas eléctricamente neutras con una masa similar a la de los protones y ubicadas en el núcleo del átomo.
	Francis Crick y James Watson 1916-2004, 1928-actualidad Juntos hicieron uno de los avances más importantes de la bioquímica: resolvieron la estructura tridimensional de la molécula de ADN.

Célula procariota y célula eucariota

Las células son la base fundamental de todos los organismos vivos y se clasifican como eucariotas y procariotas. Hay varias diferencias entre ambas, pero la mayor distinción es que las eucariotas tienen un núcleo verdadero que contiene el material genético de la célula, mientras que las procariotas no tienen núcleo y su material genético flota en el citoplasma.

	Células procariotas	Células eucariotas
Complejidad	Menos complejas.	Más complejas.
Núcleo	Ausente.	Presente. Rodeado por una envoltura nuclear que consta de dos membranas lipídicas.
Tipo de célula	Generalmente unicelular.	Generalmente pluricelular.
Recombinación genética	Transferencias parciales e indirectas del ADN.	Meiosis y fusión de gametos.
Membrana celular	Presente.	Presente.
Cromosoma	Uno.	Más de uno.
Forma del ADN	Circular de doble cadena.	Lineal de doble cadena.
Lisosomas y peroxisomas	Ausentes.	Presentes.
Retículo endoplásmico	Ausente.	Presente.
Mitocondrias	Ausentes.	Presentes.
Ribosomas	Pequeños, se dispersan y flotan en todo el citoplasma.	Más grandes, más complejos y unidos por una membrana.
Aparato de Golgi	Ausente.	Presente.
Pared celular	Presente. Rígida, rodea a la membrana plasmática y le da forma al organismo. Compuesta de azúcares y aminoácidos.	Presente en plantas y hongos. En las plantas está compuesta principalmente por celulosa y en los hongos por quitina.
Vacuolas	Presentes.	Presentes.
Reproducción	Generalmente asexual.	Sexual y asexual.
Ejemplos	Bacterias y arqueobacterias.	Plantas, animales, protistas y hongos.

CAPÍTULO 5 / EJERCICIOS

LOS SERES VIVOS Y LA CÉLULA | EJERCICIOS

TEORÍA CELULAR

1. Describe brevemente la contribución de los siguientes científicos a la teoría celular:

Robert Hooke:

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Antony Van Leeuwenhoek:

___________________________________________________________________________________________

Mattias Schleiden:

___________________________________________________________________________________________

Rudolf Virchow:

___________________________________________________________________________________________

August Weismann:

___________________________________________________________________________________________

2. Has un resumen de las cuatro premisas de la teoría celular.

1.____________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

2.____________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

3.____________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

4.____________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

la célula y sus partes

1. Completa las siguientes oraciones.

Casi todas las células están formadas por tres partes: la ___________________________, el ____________ y el ___________________.
El citoplasma se encuentra entre la __________________ y el ______________.
La pared celular solo se encuentra en las células _______________________.
El citoesqueleto proporciona _______________ dentro de una célula.
Las ______________ y _______________ son sacos utilizados para el almacenamiento de alimentos, agua, desechos y otros materiales dentro de células eucariotas.

2. Marca con una equis (x) los orgánulos celulares que forman parte del citoplasma.

( ) Mitocondrias.

( ) Pared celular.

( ) Ribosomas.

( ) Núcleo.

( ) Aparato de Golgi.

( ) Membrana plasmatica.

( ) Centriolos.

tipos celulares y nutrición

1. ¿Cuál es la diferencia entre la célula procariota y la eucariota?

Célula procariota

Célula eucariota

2. Escribe el nombre de cada uno de los siguientes tipos de heterótrofos y descríbelos brevemente.

niveles de organización

1. Completa con los niveles de organización de los seres vivos.

2. Define los siguientes términos:

Población:

___________________________________________________________________________________________

Comunidad:

___________________________________________________________________________________________

Ecosistema:

___________________________________________________________________________________________

Biosfera:

___________________________________________________________________________________________

microscopios

1. Indica a qué componente del microscopio corresponden las siguientes características.

Componente	Características
	Se conecta a la base y soporta la cabeza del microscopio. También se utiliza para transportar el microscopio.
	Lugar por donde se observa el objeto. Se encuentra en la parte superior. Normalmente, tienen un poder de aumento de 10x.
	Alberga las partes ópticas en la parte superior del microscopio.
	Plataforma plana donde se coloca el portaobjetos.
	Lentes ópticas primarias en un microscopio. Generalmente se encuentran tres o cuatro de ellos en un microscopio, con rangos de 10X, 40X y hasta 100X de potencia.
	Sostiene el microscopio y aloja el iluminador.
	Sujetan las diapositivas en el lugar adecuado.
	Fuente de luz fija utilizada en lugar de un espejo; generalmente está situado en la base del microscopio.
	Se encarga de enfocar la luz sobre la muestra.

2. Indica cuáles son los pasos a seguir para usar el microscopio correctamente.

______________________________________________________________________________________________________

UNIDAD DE VIDA: ¿LOS VIRUS SON SERES VIVOS?

1. Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F). Justifica tu respuesta en los casos falsos.

Un virus es una entidad biológica de gran tamaño y composición compleja que puede multiplicarse sólo en células vivas de animales, plantas o bacterias. ( )

______________________________________________________________________________________________________

Todos los virus contienen una capa proteica que cubre el genoma llamada cápside. ( )

______________________________________________________________________________________________________

Los virus pueden generar o almacenar energía en forma de trifosfato de adenosina (ATP). ( )

______________________________________________________________________________________________________

En los seres humanos los virus causan enfermedades como la parotiditis, la varicela, la gripe y el SIDA. ( )

______________________________________________________________________________________________________

La verdadera parte infecciosa de cualquier virus es su ácido nucleico, ya sea ADN o ARN. ( )

______________________________________________________________________________________________________

Los virus pueden reproducirse y llevar a cabo procesos metabólicos sin una célula huésped. ( )

______________________________________________________________________________________________________

2. Indica cuáles son las tres categorías en las que se clasifican los virus.

___________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________

3. Coloca los nombres de las siguientes formas virales.

CAPÍTULO 14 / TEMA 4

La Tierra

La Tierra es el tercer planeta desde el Sol y el quinto más grande de todos los planetas del sistema solar. Además, es el único en donde existe la vida debido a que agrupa una serie de condiciones que favorecen su desarrollo, como la temperatura y una atmósfera rica en oxígeno.

CARACTERÍSTICAS GENERALES

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Datos de interés

Masa: 5,9736 × 10²⁴ kg

Densidad media: 5,515 g/cm³

Diámetro ecuatorial: 12.756 km

Diámetro entre los polos: 12.730 km

Superficie: 510.072.000 km²

Distancia media del Sol: 149,6 millones de km

Temperatura media: 14 °C

Nuestro planeta es un elipsoide de revolución achatado por la rotación, lo que ocasiona que el ecuador esté ligeramente más inclinado con un diámetro medio de 12.756 kilómetros. Visto desde el espacio, el planeta Tierra parece pequeño y con una capa sencilla y frágil de atmósfera. Desde ese punto de vista predomina el azul del mar y el blanco de las nubes y zonas polares, junto al marrón y verde de los continentes.

Se cree que la Tierra es el único planeta de nuestro sistema que alberga vida (biósfera).

¿Sabías qué?

El planeta Tierra es el único planeta del sistema solar con agua en estado líquido en su superficie, ya que los océanos suman el 70 % y los continentes el resto.

Estructura del planeta Tierra

La corteza es la capa más externa y está compuesta por roca sólida.
La litosfera es la capa externa de la Tierra y está formada por materiales sólidos, involucra a la corteza continental, con un espesor entre 20 y 70 km y a la corteza oceánica de unos 10 km de espesor.
La astenosfera es la capa ubicada en la parte superior del manto y debajo de la litosfera, casi entre 30 y 130 km de profundidad. Se compone principalmente de silicatos y sobre ella están las placas tectónicas.
El manto está compuesto por rocas en estado sólido y líquido ricas en sílice. El manto es la capa más grande de la Tierra y constituye el 82 % del volumen terrestre.
El núcleo está compuesto principalmente por hierro. Se diferencia en un núcleo externo en estado líquido y uno interno en estado sólido.

¿Sabías qué?

Se cree que la formación de la Tierra sucedió al mismo tiempo que la del sistema solar, hace aproximadamente 4.500 millones de años.

¿Cómo se formó la Tierra?

Las capas de la Tierra, al encontrarse en estado líquido, comenzaron a separarse con respecto a sus densidades relativas. De esta forma, los elementos más pesados se acumularon en el interior, mientras que los más livianos se congregaron en el exterior, donde irradiaron gran parte de su energía hasta solidificarse.

MOVIMIENTOS DEL PLANETA TIERRA

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Rotación

La rotación es el movimiento que realiza la Tierra sobre su propio eje, llamado eje terrestre. Este atraviesa la Tierra desde el polo norte hasta el polo sur, y tiene una inclinación aproximada de 23°. El movimiento de rotación no es perceptible para los habitantes de la Tierra. Entonces, ¿cómo sabemos qué ocurre realmente? La respuesta es simple y sí es perceptible a nuestros ojos. Como consecuencia de la rotación de la Tierra, los diferentes puntos de la superficie terrestre reciben los rayos del Sol en diferentes momentos. El resultado de este movimiento es la sucesión entre el día y la noche.

El día y la noche

La parte iluminada por el Sol durante el movimiento de rotación es el día, mientras que la cara opuesta y oscurecida es la noche. Entre ambas zonas existe una penumbra, la cual representa al amanecer y el atardecer.

Husos horarios

Fueron creados en 1859 por Quirico Filopante, de nacionalidad italiana. Surgieron como resultado de la división de los 360° de la circunferencia terrestre por las 24 horas del día. De esta forma, se obtienen 24 sectores de 15 minutos cada uno. Estos sectores están delimitados por los meridianos y cada punto ubicado sobre un mismo huso tiene la misma hora.

Traslación

La traslación es el movimiento que realiza la Tierra alrededor del Sol. Este movimiento se produce al mismo tiempo que la rotación. En la trayectoria que describe la Tierra alrededor del Sol hay puntos que se encuentran más cercanos a la estrella y otros más lejanos. La traslación es el movimiento que provoca la transición de las estaciones: invierno, otoño, primavera y verano.

La Tierra realiza una vuelta alrededor del Sol en un año sidéreo que dura 365 días.

¿Sabías qué?

El movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol traza una trayectoria u órbita elíptica que se extiende por 930 millones de kilómetros.

Implicaciones del movimiento de traslación de la Tierra

La existencia de las estaciones del año, debido al ángulo de inclinación de la Tierra, produce modificaciones climáticas. Algunas de las consecuencias son los vientos monzones, que los animales tomen períodos específicos para alimentarse o reproducirse, y las variaciones en la duración del día y la noche a lo largo del año durante las estaciones.

Los cambios en las estaciones climáticas son producidos porque a lo largo del año y de la traslación del planeta Tierra, los rayos solares llegan a hemisferios de distinta inclinación axial.

Precesión

Se llama precesión el movimiento que realiza la Tierra sobre su propio eje en forma de trompo o peonza, es decir, imita el movimiento de estos objetos. Podemos identificar, principalmente, tres causas que producen este movimiento:

La inclinación del eje terrestre de 23°.
La forma que tiene la Tierra, ya que no es una esfera perfecta, sino que está achatada en los polos.
La influencia gravitatoria del Sol y la Luna sobre la Tierra.

¿Sabías qué?

La vuelta completa de precesión se llama año platónico y sus efectos son perceptibles con el paso de mucho tiempo.

Nutación

En la Tierra, el movimiento de nutación se superpone al de precesión y es un pequeño movimiento de vaivén del eje de la Tierra. Este movimiento hace que cada 18,6 años el eje terrestre se incline un poco más o un poco menos respecto a la circunferencia que describe el movimiento de precesión. En la actualidad, la oblicuidad media es de poco menos de 23° 26′ 16’’.

¿Sabías qué?

La oblicuidad media decrece 0,47″ por año, lo cual se refleja en un desplazamiento anual de 14,4 m de los trópicos y círculos polares medios.

A pesar de ser un movimiento complejo, el mismo fue descubierto en el año 1728 por el astrónomo inglés James Bradley. Sin embargo, se dio a conocer 20 años más tarde y, mucho después, se supo que la causa de este movimiento tenía que ver con la atracción gravitatoria ejercida por la Luna.

NUTACIÓN

El movimiento de nutación provoca que cada 18,6 años el eje de rotación de la Tierra se incline levemente.

¿POR QUÉ HAY VIDA EN EL PLANETA TIERRA?

Los factores que posibilitaron la vida en la Tierra son múltiples. El primero y el más importante es la distancia al Sol, pero otros de gran importancia también son la composición de la atmósfera, la capa de ozono y la presencia de agua.

La Tierra es el único planeta en el que se ha comprobado que existe vida. Las primeras señales de vida se encontraron en las algas verde azuladas y bacterias formadas en los mares.

Distancia con respecto al Sol

La distancia entre la Tierra y el Sol es de unos 150 millones de kilómetros. Si nuestro planeta se encontrara más cerca o más lejos de la estrella, el calor o el frío harían que sea imposible la vida aquí.

El Sol como fuente de energía es indispensable para el desarrollo y la supervivencia de todos los seres vivos que habitan la Tierra. La energía proveniente de los rayos solares es utilizada por los productores primarios, como las plantas y ciertos microorganismos, para producir sus propias sustancias alimenticias e iniciar las redes tróficas. Como consecuencia de la fotosíntesis, se produce el oxígeno que necesitan la mayoría de los seres vivos para vivir.

Importancia del Sol para los animales

Muchos animales, como los reptiles y los anfibios, requieren de la luz solar para mantener su temperatura corporal estable. Esto se debe a que estos animales no son capaces de regular su propia temperatura y necesitan luz solar para calentarse. En cambio, los mamíferos y las aves sí son capaces de regular su propia temperatura y son independientes del Sol para mantenerse templados.

Atmósfera

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La atmósfera terrestre se localiza por encima de la corteza y se compone principalmente de nitrógeno (78 %), oxígeno (20 %), vapor de agua, anhídrido carbónico y gases nobles (2 %).

Todos los seres vivos provienen de un ancestro común. Esto se establece debido a que todos los tipos de vida que se conocen están basados en la química del carbono y en el paso de información del ADN al ARN.

Estructuralmente se divide en 5 capas. La tropósfera es la más cercana a la superficie y en ella ocurren los fenómenos meteorológicos más comunes (lluvias, vientos, etc.). La estratósfera está por encima de la tropósfera y es el lugar donde se forma la capa de ozono. Luego sigue la mesósfera y por arriba de esta, la ionósfera, también denominada termósfera por la gran temperatura que tiene. Por último, se localiza la exósfera.

Composición de la atmósfera

Nitrógeno (N₂), que constituye un 78 % del volumen del aire.
Oxígeno (O₂), que representa el 21 % del volumen del aire.
Otros gases como el argón (Ar), que contribuye en un 0,9 % al volumen del aire.
Dióxido de carbono (CO₂), que representa el 0,03 % del volumen del aire.
Ozono (O₃) es un gas minoritario que se encuentra en la estratósfera.
Vapor de agua.
Partículas sólidas y líquidas.

Presencia de agua

La presencia de agua en sus tres estados es otro factor fundamental para la vida. Este elemento es imprescindible para los seres vivos y ocupa casi tres cuartas partes de la superficie de nuestro planeta.

A diferencia de lo que sucede en otros planetas del sistema solar, en condiciones naturales, en la Tierra el agua se encuentra principalmente en estado líquido. Esto es fundamental para el desarrollo de la vida, ya que la mayoría de los seres vivos requieren de agua líquida para llevar adelante sus procesos vitales.

¿Sabías qué?

La ausencia de agua líquida en otros planetas puede ser una de las causas de que no exista la vida tal y como la conocemos.

El agua en los seres vivos

El contenido de agua en cada ser vivo varía en función a su longevidad y actividad fisiológica, por lo que una célula embrionaria tendrá mayor contenido de agua que la célula de un individuo adulto.

Suelos

Por otra parte, la composición de los suelos es muy importante para los seres vivos. En el suelo se encuentran grandes cantidades de minerales y nutrientes que sirven como fuente de energía para las plantas y para los hongos. Los suelos poseen tres capas:

Una capa superior, rica en minerales, que sirve de sustento para la fijación de las plantas al suelo.
Una capa intermedia por donde circula el agua subterránea.
Una capa inferior donde se ubican las rocas que sirven de base para la formación del suelo.

¿Qué es la zona de habitalidad?

La zona de habitabilidad es la región del espacio exterior en la que es posible encontrar vida. Está definida por diversas características:

Un planeta o satélite rocoso con masa similar a la Tierra debe estar ubicado en cercanía de una estrella brillante como el Sol.
La atmósfera del planeta ubicado en la zona de habitabilidad debe tener la composición adecuada para permitir que el agua se encuentre en sus tres estados.
El planeta debe tener luminosidad y radiación incidente de la estrella brillante, similar a la que da el Sol en la Tierra.

¿Qué es la biósfera?

El conjunto de los seres vivos que habitan la Tierra se denomina biósfera. En cada ecosistema, los componentes bióticos y abióticos se relacionan en un perfecto equilibrio. El accionar humano pone en peligro este equilibrio y, por ende, la vida en el planeta.

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LA LUNA, NUESTRO SATÉLITE NATURAL

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La Luna es el único satélite natural de la Tierra, el quinto satélite más grande de nuestro sistema solar y el único que el hombre pudo pisar. Al igual que la Tierra y muchos de los astros, la Luna posee movimientos de rotación (sobre su propio eje) y traslación (alrededor de la Tierra).

El diámetro de la Luna es de aproximadamente 3.500 kilómetros. La temperatura en su superficie durante el día es de 107 °C y durante la noche de -153 °C. Esto se debe a que cambia su posición con respecto al Sol. La Luna se ubica a unos 380.000 kilómetros de distancia de la Tierra.

Fases lunares

Las fases de la Luna son los cambios aparentes de la parte visible o iluminada del satélite causados por su cambio de posición respecto a la Tierra y el Sol. El ciclo completo se llama lunación y dura aproximadamente un mes.

RECURSOS PARA DOCENTES

Video “El hombre llega a la Luna”

Este recurso audiovisual detalla lo sucedido en uno de los eventos más destacados en la historia: la llegada del hombre a la Luna.

VER

Video “Cumbre de La Tierra”

Video sobre la Conferencia de la ONU sobre Medio Ambiente y Desarrollo que se celebró del 3 al 14 de junio de 1992.

VER

Video “Funciones y partes de la atmósfera”

Recurso descriptivo acerca de las funciones y partes de la atmósfera terrestre.

VER

Artículo “El agua en los seres vivos. Funciones”

En el siguiente artículo destacado encontrará información sobre la importancia del agua para los seres vivos.

VER

CAPÍTULO 6 / REVISIÓN

Los seres vivos y la célula | ¿qué aprendimos?

TEORÍA CELULAR Y CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS

Se consideran seres vivos todos aquellos organismos que están hechos de células, que son las unidades de la vida. Existen dos tipos de células: las procariotas y las eucariotas. La teoría celular describe las células y cómo funcionan. Es considerada uno de los principios básicos de la biología, el crédito de la misma se lo llevan los grandes científicos Theodor Schwann, Matthias Schleiden y Rudolph Virchow, aunque ningún avance se hubiera logrado si no fuera por los trabajos de Robert Hooke. Todas las funciones de los seres vivos dependen de las células: el movimiento, la reproducción, el crecimiento, la sensibilidad, la respiración, la excreción y la nutrición.

Robert Hooke acuño el término “célula” al examinar la estructura porosa del corcho y observar pequeñas celdillas.

LA CÉLULA: UNIDAD ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL

La célula puede definirse como la unidad fundamental de los organismos vivos capaz de reproducirse independientemente. Cada célula está contenida dentro de una membrana puntuada con puertas, canales y bombas especiales. Estos dispositivos permiten la entrada o la salida de moléculas seleccionadas mediante dos mecanismos principales: transporte pasivo y transporte activo. Protegido por la membrana se encuentra el citosol, el cual a su vez está compuesto por el citoesqueleto, una red de estructuras proteicas filamentosas. Finalmente, uno de los organelos más importantes de la célula, y el que se encarga de que se cumplan las funciones vitales y de resguardar el ADN, es el núcleo, presente únicamente en las células eucariotas.

En el núcleo de cada célula, la molécula de ADN se empaqueta en estructuras parecidas a hilos llamadas cromosomas.

CÉLULA ANIMAL VS CÉLULA VEGETAL

De los dos tipos de célula que existen, la más desarrollada es la eucariota. Las células eucariotas se pueden clasificar en dos tipos: la célula vegetal y la célula animal. Ambos tipos de célula comparten organelos como la membrana plasmática, el núcleo, el citoplasma, el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, las mitocondrias y las vacuolas. Por otro lado, se diferencian en organelos como los lisosomas, la pared celular, los cloroplastos y los centriolos. La teoría endosimbiótica propone que los cloroplastos fueron una vez células procariotas que vivían dentro de células huéspedes y que quedaron atrapadas dentro de ellas. Por un lado, recibían protección y, por otro lado, ellos proporcionaban nutrientes, y así, con el paso del tiempo, se formaron las células eucariotas.

Una de las diferencias entre la célula animal y la vegetal es que esta última posee una pared celular que le da soporte.

NUTRICIÓN Y RESPIRACIÓN CELULAR

Se conoce como respiración al conjunto de reacciones bioquímicas mediante las cuales la energía es liberada a partir de sustancias alimenticias, como por ejemplo, la glucosa. La respiración celular se lleva a cabo a través de 3 procesos: glucólisis, mediante el cual es extraída la energía de la glucosa; ciclo de Krebs, mecanismo mediante el cual las células vivas descomponen moléculas de combustible orgánico en presencia de oxígeno para recoger la energía que necesitan para crecer y dividirse; y finalmente la cadena transportadora de electrones, la ruta final de la respiración aerobia y la única parte del metabolismo de la glucosa donde se utiliza el oxígeno atmosférico.

El adenosín trifosfato o ATP es una molécula transportadora energía y se encuentra en las células de todos los seres vivos.

FUNCIONES CELULARES DE REPRODUCCIÓN Y RELACIÓN

El mecanismo de reproducción celular más difundido es la mitosis. Es un proceso de división celular mediante el cual una célula se divide y da origen a dos células hijas genéticamente idénticas a ella. Se compone por las siguientes fases: profase, metafase, anafase y telofase. Por otro lado, la meiosis es la forma especializada de división celular que se produce en las células sexuales, por ejemplo: las esporas de plantas, los espermatozoides y los óvulos. Se compone de las siguientes fases: meiosis I y meiosis II, cada una con profase, metafase, anafase y telofase. Además de los procesos de mitosis y meiosis, para que se separen físicamente las células ocurre la citocinesis.

El ciclo celular es un conjunto ordenado de sucesos que pueden producir crecimiento y división en células hijas.

PRODUCCIÓN CELULAR

Las proteínas están presentes en los seres vivos y son las responsables de construir estructuras biológicas y realizar variadas funciones indispensables para el desarrollo de los organismos. El ADN determina el orden de los aminoácidos en la formación de proteínas. La síntesis de proteínas tiene como finalidad permitir al organismo formar aquellas macromoléculas que se necesitan para llevar a cabo sus funciones. La síntesis de proteínas en las células consta de dos etapas: la transcripción y la traducción. Por un lado, la transcripción es el proceso mediante el cual la información contenida en el ADN es copiada en forma de ARN mensajero (ARNm). En la traducción, el ARNm sale del núcleo y se mueve hacia los ribosomas, donde se produce la síntesis de proteínas.

Los ribosomas son los organelos encargados de fabricar proteínas, pueden encontrarse libres en el citoplasma o unidos al retículo endoplasmático rugoso.

CAPÍTULO 6 / TEMA 3

Célula animal vs. célula vegetal

De los dos tipos de célula que existen, la más desarrollada es la eucariota. Por otra parte, este tipo de células se pueden clasificar en dos tipos según sus características propias: célula vegetal y célula animal.

¿QUÉ ORGANELOS TIENEN EN COMÚN LAS CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES?

Las células animales y las células vegetales comparten varias de sus características particulares. Los organelos que presentes en ambos tipos de células son:

Membrana plasmática

Núcleo

Retículo endoplasmático

Aparato de Golgi

Mitocondrias

Vacuolas

Membrana plasmática: es la capa limitante más externa de la célula. Es semipermeable y está formada por proteínas y lípidos.

Núcleo: el sello distintivo de toda célula eucariota, sin importar si es animal o vegetal, es la presencia de un núcleo definido que controla varias funciones de la célula, como la síntesis de proteínas.

¿De qué tamaño es el núcleo celular?

En las células animales el núcleo celular puede ocupar aproximadamente el 10 % del volumen total de la célula, en células vegetales puede ocupar hasta cuatro veces más.

Citoplasma: es una estructura viscosa en la que ocurren todas las reacciones químicas que permiten mantener la vida de la célula. Además, allí se encuentran todos los orgánulos, el núcleo y la membrana.

Retículo endoplasmático: es un organelo celular membranoso que consiste en canales que ocupan gran parte del citoplasma y comunican este último con el núcleo celular. Pueden ser de dos tipos: lisos o rugosos.

Aparato de Golgi: son una serie de sacos membranosos aplanados cuya función es empaquetar y ordenar las proteínas fabricadas en el retículo endoplasmático rugoso. Recibe este nombre porque fue identificado por el médico italiano Camilo Golgi.

Mitocondrias: son organelos de forma elíptica que pueden ser considerados los generadores de energía de la célula, ya que convierten el oxígeno y los nutrientes en adenosin trifosfato (ATP).

Vacuolas: se encuentran en todas las células vegetales y en la mayoría de las células animales. Las vacuolas son sacos llenos de líquido presentes en el citoplasma de las células, que no tienen forma o tamaño definido, y su función principal es el almacenamiento.

¿Sabías qué?

El término “vacuola” tiene su origen en el latín “vacuum”, que significa “vacío”.

A pesar de que se encuentran en ambos tipos de célula, las vacuolas funcionan de manera diferente. En las células vegetales, las vacuolas son grandes y completamente desarrolladas. Sin embargo, en las células animales existen varias pequeñas vacuolas.

¿Quién descubrió las vacuolas?

El término vacuola fue utilizado por primera vez por el biólogo, médico, naturalista y zoólogo francés Félix Dujardin en el siglo XVIII.

¿QUÉ ORGANELOS DIFIEREN ENTRE CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES?

Lisosomas: son pequeños organelos de forma esférica encargados de llevar a cabo la digestión celular. Contienen enzimas digestivas que permiten degradar organelos en exceso, partículas de alimentos, virus o bacterias.

Pared celular: es una capa externa que rodea ciertas células (como las vegetales). La pared celular proporciona resistencia y soporte estructural a la célula. Los materiales que componen la pared celular difieren según el tipo de organismo, como por ejemplo la quitina en los hongos.

Ver infografía

Cloroplastos: son organelos presentes únicamente en las células vegetales, están formados por dos membranas, una externa y una interna de mayor tamaño que las mitocondrias. Los cloroplastos en su interior poseen el pigmento fotosintético clorofila.

Centriolos: grupo de túbulos presentes en las células animales y ausentes en las vegetales. Participan directamente en los procesos de mitosis y meiosis.

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Lisosomas

Cloroplastos

Pared celular

Centriolos

¿CÓMO ES LA ESTRUCTURA DE LA PARED CELULAR?

Lamela media: esta capa externa de la pared celular contiene polisacáridos llamados pectinas. Las pectinas participan en la adhesión celular y ayudan a que las paredes celulares de las células adyacentes se unan entre sí.

Pared celular primaria: proporciona fuerza y estabilidad a la célula, está compuesta de microfibrillas de celulosa e interviene en el crecimiento celular.

Pared celular secundaria: una vez que la pared celular primaria ha dejado de dividirse y crecer, puede espesarse para formar una pared celular secundaria. Esta capa rígida fortalece y sostiene la célula. Además de celulosa y hemicelulosa, algunas paredes celulares secundarias contienen lignina. No todas las células vegetales poseen pared celular secundaria.

Todas las células tienen membrana plasmática, pero generalmente sólo las plantas, los hongos, las algas, la mayoría de las bacterias y las arqueas tienen células con paredes celulares.

¿Por qué las hojas de los libros se ponen amarillas?

El papel está hecho de fibras de origen vegetal que, aunque contienen principalmente celulosa blanca, también presentan cierta cantidad de lignina. La lignina, al exponerse al aire y la luz, produce un cambio en el color del papel debido a un proceso de oxidación.

SURGIMIENTO DE LOS ORGANELOS Y TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA

El origen de los eucariotas parece haber incluido la endosimbiosis, una condición en la que diferentes organismos viven juntos, uno dentro del otro. La clave del éxito de las células eucariotas han sido dos organelos poderosos: la mitocondria y el cloroplasto.

La teoría endosimbiótica propone que estos organelos fueron una vez células procariotas que vivían dentro de células huéspedes. Es probable que estos procariotas hayan sido parásitos o comida para la célula huésped más grande.

Cualquiera fuera la causa, estos procariotas pronto pudieron haberse convertido en prisioneros voluntariosos que proporcionaron nutrientes cruciales o energía. Los procariotas, a su vez, habrían recibido protección y un ambiente estable para vivir.

Por otro lado, los demás organelos de la célula pudieron haberse originado por autogénesis, la cual postula que ciertos organelos surgieron como invaginaciones de la membrana plasmática, se desprendieron y tomaron funciones independientes dentro de la célula.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo “Célula animal y vegetal”

En este artículo encontrarás las diferencias entre las células animales y vegetales.

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Infografía “Célula vegetal”

Esta infografía muestra las características y organelos principales de la célula vegetal.

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Infografía “La célula”

Está infografía explica los organelos que posee toda célula animal.

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CAPÍTULO 6 / EJERCICIOS

LOS SERES VIVOS Y LA CÉlULA | EJERCICIOS

TEORÍA CELULAR Y CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS

1. Describe 5 características que tengan en común todos los seres vivos.

______________________________________________________________________________________________.
______________________________________________________________________________________________.
______________________________________________________________________________________________.
______________________________________________________________________________________________.
______________________________________________________________________________________________.

2. Realiza un texto que englobe los postulados de la teoría celular.

______________________________________________________________________________________________________

3. Responde las siguientes consignas:

¿Los virus son seres vivos? ¿Por qué?

______________________________________________________________________________________________________

¿En qué año se realizaron los primeros estudios sobre los virus? ¿Cómo se llamaban los científicos que participaron en esos estudios?

______________________________________________________________________________________________________

¿Qué nombre le dieron los científicos al primer virus encontrado?

______________________________________________________________________________________________________

la célula: unidad estructural y funcional

1. Completa las siguientes oraciones:

Las células participan en una gran cantidad de funciones vitales como ______________, respiración, nutrición y ________________.
Los organelos que se heredan únicamente de la madre y son responsable de la respiración celular se llaman __________________.
La _______________________ es la capa externa compuesta por una mezcla de lípidos y proteínas.
El modelo de mosaico fluido describe la estructura de _______________________________.

2. Indica con una V si es verdadero o con una F si es falso. En caso de ser falso, justifica la respuesta.

El modelo del mosaico fluido fue descrito por Isaac Newton en 1972. ( )

______________________________________________________________________________________________________

Unos de los componentes de la membrana plasmática es el colesterol. ( )

______________________________________________________________________________________________________

Ósmosis es el mecanismo que permite el paso de pequeñas moléculas hidrofóbicas desde una región de concentración más alta a una de concentración más baja. ( )

______________________________________________________________________________________________________

El citoesqueleto es una red de estructuras proteicas filamentosas dentro del citoplasma. ( )

______________________________________________________________________________________________________

El núcleo está presente en todas las células. ( )

______________________________________________________________________________________________________

Célula animal vs. célula vegetal

1. Coloca las partes de cada tipo de célula e indica cuál es la célula animal y cuál es la célula vegetal, justifica la respuesta.

Ésta es una célula ______________ porque ___________________________________________________________.

2. Explica brevemente con tus propias palabras:

¿Cómo está formada la pared celular vegetal?

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________.

¿En qué consiste la teoría endosimbiótica?

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________.

nutrición y respiración celular

1. Realiza un mapa conceptual de cómo obtienen energía las células.

2. Describe brevemente los pasos de la respiración celular que se presentan a continuación e indica lo que sucede con la molécula de ATP.

Glucólisis

______________________________________________________________________________________________________

Ciclo de Krebs

______________________________________________________________________________________________________

Cadena transportadora de electrones

______________________________________________________________________________________________________

funciones celulares de reproducción y relación

1. Explica brevemente la fase de preparación para la división celular o interfase. No olvides describir las etapas de la interfase (G1, S, G2).

______________________________________________________________________________________________________

2. Indica las fases de la mitosis en la siguiente ilustración y escribe una breve explicación de lo que sucede con la célula en esta etapa.

______________________________________________________________________________________________________

3. Realiza un diagrama con las diferentes etapas de la meiosis.

producción celular

1. Responde brevemente:

¿De qué se componen las proteínas?

______________________________________________________________________________________________________

¿Qué dermina el ADN en la formación de las proteínas?

______________________________________________________________________________________________________

¿A partir de cuántos aminoácidos se forman nuevas proteínas?

______________________________________________________________________________________________________

¿Cómo se llama el primer proceso de la expresión genética?

______________________________________________________________________________________________________

¿Cómo se llaman las 3 polimerasas de ARN que se encuentran en las células eucariotas?

______________________________________________________________________________________________________

2. Completa la siguiente tabla indicando lo que ocurre en cada etapa de la transcripción y la traducción.

	Transcripción	Traducción
Iniciación
Elongación
Terminación

3. Realiza un dibujo del ribosoma y explica brevemente su función.

Función: _____________________________________________________________________________________.

CAPÍTULO 13 / TEMA 3

Los sismos

El movimiento en zonas estrechas a lo largo de los límites de las placas causa la mayoría de los terremotos. La mayor parte de la actividad sísmica ocurre en tres tipos de límites de placa: divergentes, convergentes y transformantes.

MOVIMIENTO DE PLACAS

La litosfera de la Tierra, que incluye la corteza y el manto superior, está formada por una serie de piezas o placas tectónicas que se mueven lentamente.

Los movimientos de las placas ayudan a dar forma a las características geológicas de nuestro planeta.

¿Cómo se mueven?

La fuerza impulsora detrás de la tectónica de placas es la convección en el manto.
Las crestas del océano medio son espacios entre las placas tectónicas que cubren la Tierra. El magma caliente brota de las crestas, forma una nueva corteza oceánica y separa las placas.
En las zonas de subducción dos placas tectónicas se encuentran y una se desliza por debajo de la otra hacia el manto.
La placa fría que se hunde tira de la corteza hacia abajo.

El material caliente cerca del núcleo de la Tierra se eleva y la roca del manto más fría se hunde.

Los tres principales tipos de movimientos de placas incluyen:

Divergente (propagación): ocurre cuando dos placas tectónicas se alejan una de la otra.

Convergente (colisión): esto ocurre cuando las placas se mueven una hacia la otra y chocan. En los límites convergentes se crea la corteza continental y se destruye la corteza oceánica.

¿Sabías qué?

Alrededor del 80 % de los terremotos ocurren donde las placas se juntan en zonas llamadas límites convergentes.

Transformante: cuando dos placas tectónicas se deslizan una junto a la otra, el lugar donde se encuentran es una falla de transformación o lateral.

La falla de San Andrés es uno de los mejores ejemplos de movimiento lateral de la placa.

¿QUÉ SON LOS TERREMOTOS?

Ver infografía

A medida que las placas se cruzan, a veces quedan atrapadas y se acumula presión. Cuando finalmente ceden y se deslizan debido al aumento de la presión, la energía se libera como ondas sísmicas, lo que hace que el suelo tiemble. Esto es lo que se conoce como terremoto.

Tipos de terremoto

Hay muchos tipos de terremoto, cada uno depende de la región donde ocurre y la composición geológica de esa región.

Terremotos tectónicos: ocurren cuando las rocas en la corteza terrestre se rompen debido a las fuerzas geológicas creadas por el movimiento de las placas tectónicas.
Terremotos volcánicos: ocurren junto con la actividad volcánica.
Terremotos colapsados: pequeños terremotos en cavernas y minas subterráneas.
Terremotos de explosión: resultan de la explosión de dispositivos nucleares y químicos.

Ondas de terremoto

Hay dos tipos de ondas sísmicas y la diferencia radica en la forma en que se transmiten. Durante un terremoto, las ondas liberadas pueden ser ondas “P” o “S” de acuerdo con la velocidad y la forma en la que viajan. Ambas pueden ser destructivas, pero su estudio permite saber dónde ocurrió el terremoto.

ESCALA RITCHER Y MERCALLI

La escala de Mercalli describe la intensidad de un terremoto en función de sus efectos observados y la escala de Richter describe la magnitud del terremoto a través de las ondas sísmicas que causan el terremoto.

Diferencias

La escala de Mercalli es lineal y la escala de Richter es logarítmica. Es decir, un terremoto de magnitud 5 es diez veces más intenso que un terremoto de magnitud 4.
La escala de Mercalli mide la intensidad de un terremoto al observar su efecto en las personas, el medio ambiente y la superficie de la Tierra.
La escala de Richter mide la energía liberada por un terremoto mediante el uso de un sismógrafo.

LUGARES DE RIESGO DE SISMOS

Ver infografía

Los mapas de sismos revelan qué partes del mundo tienen mayor riesgo de terremotos, y dónde las personas son vulnerables a los desastres sísmicos.

El mapa del peligro sísmico global muestra qué partes del mundo son propensas a los terremotos, como el Anillo de fuego alrededor del océano Pacífico.
El mapa del riesgo sísmico global destaca las áreas donde los edificios pueden ser dañados por el temblor del suelo, como en Guatemala.
El mapa de exposición global analiza la cantidad de edificios en todo el mundo y enfatiza el peligro en regiones altamente pobladas como Indonesia e India.

¿QUÉ SON LOS TSUNAMIS?

Ver infografía

Un tsunami es una serie de grandes olas generadas por un movimiento brusco en el fondo del océano que puede resultar de un terremoto, un deslizamiento de tierra bajo el agua, una erupción volcánica o, muy raramente, un gran impacto de meteorito.

¿Sabías qué?

Las olas de los tsunamis cuentan con crestas que llegan entre 5 y 60 minutos, y su altura puede ser de hasta 30 metros en casos extremos.

Lugares de riesgo de tsunamis

Todas las regiones oceánicas del mundo pueden experimentar tsunamis, pero en el océano Pacífico y en sus mares secundarios hay una ocurrencia mucho más frecuente de tsunamis grandes y destructivos debido a los terremotos a lo largo de los márgenes del océano Pacífico.

Zonas con mayor riesgo de tsunamis

Japón.
Chile.
Indonesia.
Cascadia (extremo noroeste de los Estados Unidos y del suroeste de Canadá).
Islas Aleutianas y península de Kamchatca.

MEDIDAS DE PREVENCIÓN O SEGURIDAD FRENTE A LOS SISMOS

Antes

Preparar un kit de emergencia con alimentos no perecederos, agua embotellada, copias de documentos importantes como certificados de nacimiento, recetas y documentos de seguro.
Tener a mano linternas, materiales de primeros auxilios, mantas y otros artículos esenciales.
Mantener los teléfonos celulares cargados.
Planificar rutas alternativas de viaje en caso de que un terremoto dañe las carreteras.
Establecer un lugar de reunión familiar en un área segura.
Enseñar a todos los miembros de la familia los primeros auxilios básicos, cómo comportarse durante un terremoto y qué hacer después de un terremoto.
Almacenar artículos pesados o cristalería en armarios inferiores para que no se conviertan en proyectiles peligrosos.
Asegurar electrodomésticos grandes como refrigeradores, aires acondicionados y otros artículos voluminosos con correas, pernos y otros métodos de estabilización.

Mascotas

Las mascotas son parte de la familia, por lo que hay que hacerlas sentir seguras y listas cuando llegue el momento:

Se debe tener un kit de emergencia que incluya los registros de vacunas, medicamentos, tazones de comida y agua, y un suministro de alimentos para una semana.
Asegurarse de que tengan sus collares con la información de contacto actualizada en una etiqueta y correas o transportadores apropiados.
Guardar bolsas adicionales para los desechos en el equipo de emergencia de la mascota y tener la caja de arena para gatos a mano.

Durante

Buscar de inmediato un lugar seguro, como una puerta, debajo de una mesa o escritorio, o a lo largo de una pared interior, lejos de ventanas u objetos peligrosos.
Cubrir la parte posterior de la cabeza y los ojos para minimizar las lesiones causadas por los escombros.
No tomar los ascensores durante un terremoto.
Mantener la calma y prepararse para mantener el equilibrio, sentarse si es posible.

Después

Estar preparado para las réplicas, que pueden ser más fuertes que la sacudida inicial.
Atender las lesiones de inmediato y solicitar asistencia de emergencia si es necesario.
Verificar si hay daños estructurales, pero no ingresar a un edificio que muestre daños o tenga grietas visibles en las paredes o cimientos.
Usar zapatos en todo momento para evitar pisar vidrios rotos.
Apagar el gas, la electricidad y el agua si sospecha que hay daños.
Mantener las líneas telefónicas despejadas para uso de emergencia.

Lo principal es tener paciencia, ya que puede llevar horas o días restaurar todos los servicios de acuerdo con la gravedad del terremoto.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo “Cambios terrestres”

Este recurso cuenta con la explicación de los fenómenos y fuerzas tanto internas como externas que actúan sobre la faz de la Tierra, ya sea en la estructura o en la composición de algunas de sus partes.

VER

Artículo ¿Cómo se forma el tsunami?

Este material explica la formación de los tsunamis, así como las condiciones necesarias para que un sismo genere un tsunami.

VER

Video “Catástrofes naturales”

Con esto podrá dar a conocer las diferentes catástrofes que ocurren en nuestro planeta y sus posibles consecuencias.

VER

CAPÍTULO 6 / TEMA 2

La célula: unidad estructural y funcional

La célula puede definirse como la unidad fundamental de los organismos vivos capaz de reproducirse independientemente. Esto no sólo quiere decir que con ella se inicia la vida, sino que además su presencia es requisito esencial para el desarrollo de otros seres vivos más complejos.

FUNCIONES VITALES

Dentro de una célula se llevan a cabo una gran cantidad de funciones vitales en las que participan los distintos elementos que la conforman al servicio de tareas particulares tales como la reproducción, la respiración, la nutrición y el crecimiento.

¿De quién se heredan las mitocondrias?

La mitocondrias son las células responsables de la respiración celular y son un organelo que se hereda únicamente de la madre.

En este sentido, puede decirse que cada una de ellas es una unidad funcional de la vida, de hecho, las células son los elementos más pequeños que pueden considerarse vivos.

¿CUÁL ES LA ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CELULAR?

Cada célula está contenida dentro de una membrana puntuada con puertas, canales y bombas especiales. Estos dispositivos permiten la entrada o salida de moléculas seleccionadas. Su propósito es proteger cuidadosamente el entorno interno de la célula: el citosol.

¿Sabías qué?

Las membranas plasmáticas tienen un espesor de 5 a 10 nm. Al comparar, los glóbulos rojos tienen alrededor de 8 μm de ancho, es decir, aproximadamente 1.000 veces más que la membrana plasmática.

La membrana celular es una capa externa semipermeable que se compone de una mezcla de proteínas y lípidos. La estructura de la membrana plasmática se puede describir con el modelo del mosaico fluido.

¿Quién describió el modelo del mosaico fluido?

El modelo de mosaico fluido fue propuesto por primera vez por S.J. Singer y Garth L. Nicolson en 1972 para explicar la estructura de la membrana plasmática, y aunque ha evolucionado un poco a lo largo del tiempo, aun así representa la mejor estructura descrita.

El modelo de mosaico fluido describe la estructura de la membrana plasmática como un mosaico de componentes que incluye fosfolípidos, colesterol, proteínas y carbohidratos. Las proporciones de proteínas, lípidos y carbohidratos en la membrana plasmática varían con el tipo de célula.

Componentes de la membrana plasmática

Fosfolípidos: tejido principal de la membrana.
Colesterol: incrustados dentro de los fosfolípidos y la bicapa lipídica.
Proteínas integrales: incrustados en la capa de fosfolípidos, pueden o no penetrarla.
Proteínas periféricas: en la superficie interna o externa de la bicapa lipídica.
Glucoproteínas: incrustadas en la superficie externa de la bicapa lipídica.
Glucolípidos: incrustados en la superficie externa de la bicapa lipídica.

¿CÓMO ES EL TRANSPORTE EN LA CÉLULA?

Transporte pasivo

Es el mecanismo a través del cual las sustancias son transportadas dentro y fuera de la célula sin la necesidad de utilizar energía. Debido a esto, el paso sólo es posible cuando las partículas se mueven a favor de un gradiente de concentración, desde una zona de mayor concentración hasta una de menor concentración. De acuerdo a esto, existen tres tipos de transporte pasivo:

– Difusión simple: es un tipo de transporte pasivo que permite el paso de pequeñas moléculas hidrofóbicas desde una región de concentración más alta a una de concentración más baja.

– Difusión facilitada: transporte pasivo de moléculas a través de la membrana plasmática con la ayuda de proteínas o canales transportadores.

– Osmosis: consiste en el transporte de agua a través de la membrana desde la zona más diluida, es decir, con poca concentración de solutos, hasta la zona más concentrada, es decir, con alta concentración de solutos con el fin de tener el mismo grado de concentración en ambos lados.

Transporte activo

Proceso de intercambio de sustancias a través de la membrana celular en el que es necesario el uso de energía en forma de adenosin trifosfato (ATP). El gasto de energía es necesario ya que, a diferencia del transporte pasivo, éste se realiza en contra de un gradiente de concentración, es decir, la concentración de la sustancia dentro de la célula es mayor que en el medio extracelular o viceversa.

¿DE QUÉ ESTÁ COMPUESTO EL CITOPLASMA?

El citoesqueleto y las proteínas motoras asociadas

El citoesqueleto es una red de estructuras proteicas filamentosas dentro del citoplasma. Está formado por tres tipos de filamentos: microtúbulos, filamentos intermedios y filamentos de actina. Algunas de las funciones son las de mantener la configuración de la célula, fijar sus organelas e intervenir en la movilidad celular al formar la parte central de cilios y flagelos. Además, participa en la división celular ya que constituye las fibras del huso acromático que dirigen a los cromosomas durante dicho proceso.

Los microtúbulos están formados por subunidades de la proteína tubulina y tienen como función proporcionar estructura y forma a la célula. Los filamentos de actina son los que están compuestos por subunidades de actina, ellos intervienen en los procesos de motiliad y división celular, y también son utilizados por la célula para mantener su estructura o modificarla. Los filamentos intermedios están conformados por proteínas fibrosas, mantienen la estructura de la membrana nuclear desde donde pueden asociarse a los microtúbulos.

La actina en la contracción muscular

La actina es una proteína globular que puede crear filamentos, y además de darle estructura al citoesqueleto, participa en la contracción muscular y relajación muscular. Junto con la miosina forman el 90 % de las proteínas musculares.

EL NÚCLEO CELULAR

El núcleo es un organelo membranoso presente únicamente en las células eucariotas. Se encuentra delimitado por una membrana doble nuclear. Su tamaño es variable, pero en general guarda relación con la célula.

El núcleo tiene tres funciones primarias, todas ellas relacionadas con su contenido de ADN. Ellas son: almacenar la información genética en el ADN, recuperar la información almacenada en el ADN en la forma de ARN, y ejecutar, dirigir y regular las actividades citoplasmáticas a través del producto de la expresión de los genes: las proteínas.

¿CÓMO SE ORGANIZA EL ADN EN EL NÚCLEO?

En el núcleo de cada célula, la molécula de ADN se empaqueta en estructuras parecidas a hilos llamadas cromosomas. Cada cromosoma está compuesto por ADN firmemente enrollado, muchas veces alrededor de proteínas llamadas histonas que soportan su estructura.

Cada cromosoma tiene un punto de constricción llamado centrómero que lo divide en dos brazos: el brazo corto se conoce como brazo p y el brazo largo como brazo q. La ubicación del centrómero en cada cromosoma permite definir qué tipo es.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo “La célula”

En este enlace encontrará información más amplia sobre la célula, sus funciones, tipos de organismos y los diferentes tipos.

VER

Artículo “organelos celulares”

Este artículo contiene información más amplia sobre los organelos que componen la célula.

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Artículo “Membrana plasmática: transporte activo”

En este artículo encontrará información sobre el transporte activo y sus tipos.

VER

Artículo “Membrana plasmática: trasporte sin gasto de energía”

Este artículo contiene información sobre el transporte pasivo y sus tipos.

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Electrón, protón y neutrón

Toda la materia está formada por átomos y éstos, a su vez, por partículas subatómicas elementales como el protón, el neutrón y el electrón. Las dos primeras se encuentran en el núcleo del átomo y los electrones se ubican en zonas de probabilidad alrededor del mismo. A continuación se comparan algunas de sus características más importantes.

	Electrón	Protón	Neutrón
Descubierto por	Joseph John Thomson	Ernest Rutherford	James Chadwick
Año de descubrimiento	1897	1918	1932
Descubrimiento experimental	Thomson realizó experimentos en tubos de rayos catódicos. Observó que cuando el gas contenido dentro del tubo variaba, las partículas del rayo se comportaban de igual forma. A partir de ello, dedujo que todos los átomos tienen una o más partículas cargadas negativamente y las llamó “electrones”.	Rutherford usó partículas $\alpha$ para bombardear delgadas láminas de oro y otros metales. Observó que las mayoría de las partículas atravesaban la lámina sin desviarse o con una pequeña desviación. Esto lo llevó a crear un nuevo modelo atómico que explicaba los vacíos entre las partículas atómicas y la concentración de carga positiva en un núcleo.	Chadwic bombardeó una lámina muy delgada de berilio con partículas $\alpha$ , lo que provocó la emisión de una radiación de muy alta energía, parecida a la de los rayos $\gamma$ . Luego se demostró que esos rayos están constituidos por un tercer tipos de partícula, con masa y sin carga, a la que llamó “neutrón”.
Grupo	Leptón	Hadrón	Hadrón
Símbolo	e^–	p⁺	n⁰
Carga	negativa (-) −1.602 176 565(35)×10⁻¹⁹ C	positiva (+) 1,602 176 487 × 10^–19 C	neutra (0) 0
Masa	5,485 799 094 6(22)×10⁻⁴ uma	1.007276466812 uma	1,008 664 915 6(6) uma
Ubicación en el átomo