"Tipos de células: procariota y eucariotas"
En la pulpería de su colonia, Karla compra un vaso de yogur natural y, en casa, se raspa suavemente la mejilla con un palillo. Al microscopio, las bacterias del yogur y las células de su mejilla parecen de mundos distintos: unas son diminutas y sencillas, las otras son mucho más grandes y tienen un núcleo. ¿Qué tienen en común y en qué se diferencian?
Procariotas y eucariotas
Todas las células, sean del tipo que sean, tienen tres piezas básicas. Cada una cumple una función en los procesos vitales de la célula.
A partir de ahí hay dos arquitecturas: la procariota y la eucariota.
La membrana cumple en la célula un papel parecido al de la piel en su cuerpo: la protege y decide qué entra y qué sale. Sin ella, la célula no podría mantener su interior y moriría.
Todas las células, sea cual sea su tipo, comparten tres elementos básicos. Indíquelos y explique qué función cumple cada uno.
Todas las células, sea cual sea su tipo, comparten tres elementos básicos. Indíquelos y explique qué función cumple cada uno.
¿Qué función cumple la membrana celular? Explique qué pasaría si la célula la perdiera, comparándolo con lo que supondría para usted perder la piel.
¿Qué función cumple la membrana celular? Explique qué pasaría si la célula la perdiera, comparándolo con lo que supondría para usted perder la piel.
Explique cuál es la diferencia fundamental entre una célula procariota y una célula eucariota, y ponga un ejemplo de ser vivo con cada tipo de célula.
Explique cuál es la diferencia fundamental entre una célula procariota y una célula eucariota, y ponga un ejemplo de ser vivo con cada tipo de célula.
Una célula sin organelos
Una bacteria no tiene mitocondrias y, sin embargo, se alimenta, crece y se reproduce. ¿Cómo lo logra? Hace lo mismo que una eucariota, pero sin compartimentos internos: sus reacciones ocurren en el citoplasma y en la membrana.
Las bacterias no tienen mitocondrias y, sin embargo, también obtienen energía de los alimentos. Razone cómo es posible que una célula sin orgánulos rodeados de membrana…
Las bacterias no tienen mitocondrias y, sin embargo, también obtienen energía de los alimentos. Razone cómo es posible que una célula sin orgánulos rodeados de membrana realice las mismas funciones vitales que una eucariota, y diga dónde cree que ocurren esos procesos en su interior.
La célula eucariota animal
Una célula de su piel tiene que obtener energía, fabricar sustancias y eliminar desechos al mismo tiempo. ¿Cómo lo logra sin que todo se mezcle? Con un modelo sencillo: la membrana controla la entrada y salida de sustancias, el citoplasma es donde se realizan las funciones de nutrición, y el núcleo dirige la célula y guarda el ADN para la reproducción y la herencia.
Además hay organelos, pequeños compartimentos especializados. Aquí solo es necesario que los reconozca por su nombre y función general.
Las células que gastan mucha energía, como las del músculo, tienen muchísimas mitocondrias.
Una analogía útil: el núcleo es la oficina de dirección de una fábrica (da órdenes con la información del ADN) y el citoplasma es el taller (donde se hace el trabajo). Pero la analogía falla en algo: la célula no tiene jefes que decidan; el núcleo responde a señales del medio y las funciones se reparten por todo el interior.
Si el núcleo fuera la «oficina de dirección» de una fábrica y el citoplasma el «taller», explique qué aciertos tiene esta analogía (órdenes, información, trabajo) y una…
Si el núcleo fuera la «oficina de dirección» de una fábrica y el citoplasma el «taller», explique qué aciertos tiene esta analogía (órdenes, información, trabajo) y una limitación importante.
En el esquema de una célula eucariota animal, el número 1 señala una estructura grande y esférica situada en la zona central, mientras que el número 2 señala un orgánulo…
En el esquema de una célula eucariota animal, el número 1 señala una estructura grande y esférica situada en la zona central, mientras que el número 2 señala un orgánulo ovalado con repliegues o crestas en su interior. Indique qué número señala el núcleo y qué número señala una mitocondria, y explique la función de ambas estructuras.
Explique qué es el núcleo de la célula, qué contiene y qué tipos de células lo tienen.
Explique qué es el núcleo de la célula, qué contiene y qué tipos de células lo tienen.
¿Para qué sirven las mitocondrias? Razone en qué células de su cuerpo cree que serán muy abundantes.
¿Para qué sirven las mitocondrias? Razone en qué células de su cuerpo cree que serán muy abundantes.
La célula eucariota vegetal
Una hoja de lechuga o de repollo también está hecha de células eucariotas, pero con tres estructuras extra.
| Característica | Célula animal | Célula vegetal |
|---|---|---|
| Pared celular | No tiene | Sí |
| Cloroplastos | No tiene | Sí (en las partes verdes) |
| Vacuolas | Pequeñas o ausentes | Una vacuola central grande |
| Forma | Redondeada o irregular | Fija, a menudo rectangular |
Para dibujar cada célula, trace primero el contorno y luego rotule las partes.
Elabore una tabla comparativa de la célula animal y la célula vegetal con estas filas: pared celular, cloroplastos, vacuolas y forma habitual de la célula.
Elabore una tabla comparativa de la célula animal y la célula vegetal con estas filas: pared celular, cloroplastos, vacuolas y forma habitual de la célula.
Haga dos dibujos esquemáticos, uno de una célula animal y otro de una vegetal, con al menos cuatro etiquetas en cada uno; después, explique con una frase la diferencia…
Haga dos dibujos esquemáticos, uno de una célula animal y otro de una vegetal, con al menos cuatro etiquetas en cada uno; después, explique con una frase la diferencia más importante entre ambos dibujos.
Al observar al microscopio una muestra de células de su mejilla y otra de cebolla se aprecian diferencias. Señale dos diferencias de forma y estructura entre ambas y…
Al observar al microscopio una muestra de células de su mejilla y otra de cebolla se aprecian diferencias. Señale dos diferencias de forma y estructura entre ambas y explique a qué tipo de célula eucariota pertenece cada una.
En una célula vegetal, indique la función de la pared celular, un cloroplasto y la vacuola central, y explique por qué esas tres estructuras no aparecen en una célula…
En una célula vegetal, indique la función de la pared celular, un cloroplasto y la vacuola central, y explique por qué esas tres estructuras no aparecen en una célula animal.
La planta sin esqueleto
Una lechuga recién comprada en el mercado está crocante; olvidada fuera de la refrigeradora, se arruga. ¿Qué cambió en sus células?
La pared celular rodea a la membrana y da rigidez. Los animales no tienen pared, pero sí un esqueleto (huesos, caparazón) que sostiene el cuerpo, y músculos que lo mueven.
Los cloroplastos son verdes por la clorofila y realizan la fotosíntesis: con luz, agua y dióxido de carbono fabrican glucosa y liberan oxígeno, $\mathrm{6\,CO_2 + 6\,H_2O \xrightarrow{luz} C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2}$. Es la base de los alimentos y del oxígeno de casi todos los seres vivos.
¿Qué organelo hace que las partes verdes de las plantas sean verdes? Explique qué proceso ocurre en él y por qué es tan importante para la vida en la Tierra.
¿Qué organelo hace que las partes verdes de las plantas sean verdes? Explique qué proceso ocurre en él y por qué es tan importante para la vida en la Tierra.
Las células vegetales tienen una pared rígida que las animales no tienen. Explique qué ventaja aporta la pared a una planta que no tiene esqueleto, y cómo compensan los…
Las células vegetales tienen una pared rígida que las animales no tienen. Explique qué ventaja aporta la pared a una planta que no tiene esqueleto, y cómo compensan los animales esa ausencia.
La vacuola central de una célula vegetal puede ocupar la mayor parte de su interior. Explique qué contiene, qué funciones cumple (reservar agua y sustancias, mantener la…
La vacuola central de una célula vegetal puede ocupar la mayor parte de su interior. Explique qué contiene, qué funciones cumple (reservar agua y sustancias, mantener la célula firme) y qué le ocurre a una planta cuando sus vacuolas pierden agua.
Comparando tamaños
Las células se miden en micrómetros (µm); 1 mm equivale a 1,000 µm.
Para ver una estructura, el instrumento tiene que distinguir dos puntos muy cercanos: es el límite de resolución. El ojo humano distingue puntos separados por unos 100 µm; el microscopio óptico, por unos 0.2 µm. Lo que mide menos que ese límite no se ve con claridad.
Observa usted al microscopio óptico una gota de agua estancada. El campo de visión circular que ve a través del ocular mide $1\ \text{mm}$ de diámetro (…
Observa usted al microscopio óptico una gota de agua estancada. El campo de visión circular que ve a través del ocular mide $1\ \text{mm}$ de diámetro ($1000\ \mu\text{m}$). En él distingue una ameba unicelular de unos $200\ \mu\text{m}$ y varias bacterias alargadas de unos $2\ \mu\text{m}$.
- a) Calcule cuántas bacterias alineadas en fila harían falta para cruzar de lado a lado el diámetro del campo de visión del microscopio, y cuántas amebas harían falta para hacer lo mismo.
- b) El límite de resolución del ojo humano (la distancia mínima entre dos puntos para distinguirlos por separado) es de aproximadamente $0.1\ \text{mm}$ ($100\ \mu\text{m}$). Justifique con datos numéricos por qué una persona con buena vista podría llegar a intuir la ameba a simple vista como una mota diminuta, mientras que para ver la bacteria es estrictamente imprescindible el microscopio.
- c) Si una ameba y una bacteria son ambas organismos unicelulares, ¿por qué a una bacteria procariota típica le resultaría muy difícil crecer hasta alcanzar el tamaño de una ameba de $200\ \mu\text{m}$? Razone qué problema tendría una bacteria gigante para intercambiar y distribuir nutrientes hacia su centro sin orgánulos ni sistemas de transporte interno.
Cada célula, según su trabajo
Todas las células eucariotas de su cuerpo tienen el mismo ADN y los mismos tipos de organelos, pero no usan las mismas instrucciones ni tienen la misma cantidad de cada organelo. Una célula del músculo del corazón, que trabaja sin descanso, tiene muchísimas mitocondrias; una célula del páncreas, que fabrica y empaqueta proteínas, tiene mucho retículo y Golgi. En una planta, las células de la hoja tienen cloroplastos y las de la raíz no, aunque lleven el mismo ADN: cada célula usa solo las instrucciones que necesita.
El núcleo también ocupa lugar. Los glóbulos rojos humanos lo pierden al madurar para dejar más espacio a la hemoglobina, pero entonces ya no pueden fabricar proteínas nuevas ni repararse.
A diferencia de los seres humanos (cuyos glóbulos rojos maduros pierden el núcleo), los anfibios y las aves tienen glóbulos rojos que conservan el núcleo durante toda su…
A diferencia de los seres humanos (cuyos glóbulos rojos maduros pierden el núcleo), los anfibios y las aves tienen glóbulos rojos que conservan el núcleo durante toda su vida.
- a) Al comparar dos glóbulos rojos del mismo volumen, uno humano y otro de rana, el glóbulo humano es capaz de albergar una cantidad notablemente mayor de hemoglobina (la proteína transportadora de oxígeno). Justifique a qué se debe esta ventaja funcional a nivel celular.
- b) En un experimento de laboratorio, se somete a ambos tipos de glóbulos rojos a una sustancia que daña lentamente las proteínas de su membrana celular. Los glóbulos rojos de rana logran fabricar nuevas proteínas para reparar la membrana y seguir viviendo, mientras que los humanos no pueden repararse y mueren a los pocos días sin poder dividirse. Explique la causa biológica de este hecho relacionando la función del núcleo y del ADN con la capacidad de autorreparación y reproducción celular.
Un agricultor realiza un experimento con dos grupos de plantas de frijol: Grupo 1: cultivadas en macetas con tierra negra tradicional. Sus raíces son completamente…
Un agricultor realiza un experimento con dos grupos de plantas de frijol:
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Grupo 1: cultivadas en macetas con tierra negra tradicional. Sus raíces son completamente blancas y sus hojas son verdes.
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Grupo 2: cultivadas en tubos de vidrio transparente con agua y sales minerales disueltas (hidroponía), de forma que las raíces reciben luz solar continua. Tras dos semanas, estas raíces se han vuelto de color verde claro y contienen cloroplastos funcionales.
- a) Sabiendo que todas las células de una misma planta comparten exactamente el mismo ADN, justifique por qué las raíces que crecen bajo tierra no gastan energía en formar cloroplastos y qué estímulo ha provocado que sí aparezcan en el grupo 2.
- b) Un compañero afirma: «Como las raíces normales del grupo 1 no tienen cloroplastos, no necesitan respirar ni consumen oxígeno; la respiración celular es exclusiva de las hojas». Rebata esta afirmación explicando de dónde obtiene la raíz la energía para absorber agua y sales, y prediga qué le ocurriría a la planta si la tierra se inunda por completo de agua durante muchos días impidiendo la entrada de aire.
Vuelva al principio: las bacterias del yogur son procariotas, sin núcleo y con el ADN libre; las células de su mejilla son eucariotas animales, con núcleo y organelos que se reparten el trabajo.