Exercicis: La teoria cel·lular i els tipus de cèl·lules

Enuncia els tres postulats de la teoria cel·lular i indica quina d'aquestes afirmacions la contradiu, raonant la teva tria: a) tots els éssers vius estan formats per una o més cèl·lules; b) algunes cèl·lules poden sorgir per generació espontània a partir de matèria inert; c) la cèl·lula és la unitat funcional dels éssers vius; d) tota cèl·lula prové d'una altra cèl·lula preexistent.

Classifica els organismes i cèl·lules següents en procariotes o eucariotes, justificant breument la teva tria: un cianobacteri, una ameba, una cèl·lula de la teva pell, el bacteri del iogurt, un llevat i una alga verda.

Ordena els nivells d'organització de la matèria viva següents de menor a major complexitat i defineix cadascun amb una frase: òrgan, cèl·lula, teixit, orgànul i organisme.

L'esquema compara dos tipus d'organització cel·lular, A i B. Indica quin correspon a una cèl·lula procariota i quin a una eucariota, identifica les estructures assenyalades amb ? i explica quina implicació té per a la cèl·lula la diferència que s'observa en l'organització del seu material genètic.

Compara una cèl·lula procariota i una eucariota atenent a la seva mida típica, a la presència de nucli i d'orgànuls membranosos i a la forma del seu ADN. Explica, a partir d'aquesta comparació, on fan la fotosíntesi els cianobacteris si no tenen cloroplasts.

L'aparició dels orgànuls membranosos va ser una fita en l'evolució de la cèl·lula. Explica quins avantatges ofereix dividir l'interior cel·lular en compartiments delimitats per membranes i posa dos exemples concrets de processos que se'n beneficien.

En un laboratori de biologia cel·lular s'analitza l'efecte de dos antibiòtics sobre un cultiu de cèl·lules eucariotes animals: la cicloheximida (inhibidor de la traducció en ribosomes 80S) i el cloranfenicol (inhibidor de la traducció en ribosomes 70S). Els resultats mostren que la cicloheximida atura la síntesi de proteïnes en el citosol però no a l'interior mitocondrial, mentre que el cloranfenicol bloqueja específicament la síntesi proteica mitocondrial sense afectar la citosòlica. A partir d'aquestes dades i del marc de la teoria endosimbiòtica:

1. a) Justifica els resultats observats amb ambdós antibiòtics i indica quin orgànul vegetal presentaria una resposta anàloga a la del mitocondri enfront del cloranfenicol.
2. b) Un investigador afirma que els mitocondris són bacteris totalment autònoms que podrien sobreviure i dividir-se indefinidament si s'aïllen en un medi extracel·lular adequat. Rebat raonadament la seva afirmació explicant la relació evolutiva entre el genoma mitocondrial i el genoma nuclear.
3. c) Prediu quines diferències fonamentals cal esperar entre la membrana mitocondrial interna i l'externa respecte a la seva composició lipídica i a la presència de porines, i explica com recolza aquesta asimetria el mecanisme d'endosimbiosi proposat per Lynn Margulis.
4. d) Assenyala a quins grups bacterians ancestrals concrets apunta l'anàlisi filogenètica molecular com a origen dels mitocondris i dels cloroplasts.

En指向 sediments marins profunds s'ha descobert una entitat microscòpica («Partícula Z») envoltada per una bicapa lipídica que conté un genoma d'ADN bicatenari d'1,2 Mb amb gens per sintetitzar diversos aminoàcids i ARNt propis. Tanmateix, manca de maquinària per sintetitzar ATP, de ribosomes i de capacitat per dividir-se de manera autònoma fora del seu hoste cel·lular. Un titular de divulgació afirma: «Descoberta una nova cèl·lula que trenca la frontera entre virus i bacteris».

Rebat el titular periodístic aplicant rigorosament els postulats de la teoria cel·lular i el concepte biològic de vida. Justifica per què la presència de gens metabòlics no converteix aquesta partícula en una cèl·lula independent i argumenta per què aquest tipus d'entitats biològiques s'estudia dins de la biologia.

Un grup d'estudiants intenta replicar el clàssic experiment de Pasteur: bullen brou nutritiu durant 10 minuts en un matràs amb coll de cigne i el deixen en repòs intacte. Al cap de quatre dies, el brou s'enterboleix i detecten proliferació bacteriana (bacils esporulats del gènere Bacillus). Un alumne conclou: «Això demostra que Pasteur es va equivocar i que la generació espontània sí que ocorre si el medi és prou ric».

Rebat l'afirmació de l'alumne explicant quin error metodològic van cometre en replicar el disseny de Pasteur i per què la presència d'espores bacterianes no valida la generació espontània. Finalment, analitza l'aparent paradoxa que planteja el postulat «tota cèl·lula procedeix d'una altra cèl·lula» enfront de les teories científiques actuals sobre l'origen prebiòtic de la primera cèl·lula viva.