INTRODUCCIÓN
En esta unidad se van a estudiar, de una forma global, las funciones que realiza la célula y que caracterizan a los seres vivos: la relación, la reproducción y la nutrición.
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Según el bioquímico Albert Lester Lehninger (1917-1986)
las funciones vitales se pueden resumir en tres:
- La obtención de energía y materias primas del medio ambiente.
- La realización de reacciones orgánicas
- La utilización de la energía y de la materia para autoperpetuar sus estructuras biológicas a lo largo de generaciones, asegurada por un sistema de codificación lineal capaz de reparar por sí mismo los desperfectos.
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Se inicia el estudio de este tema a través de la función de relación, con el objetivo de comprender cómo las células perciben la información del ambiente, que les permite adecuar su funcionamiento a las condiciones cambiantes del entorno.
Para que la célula responda a cambios en las condiciones del ambiente, se requiere: la existencia de señales, la de receptores adecuados o específicos para éstas, la transmisión de la información recibida hasta el lugar preciso de la célula y la generación de una respuesta adecuada.
La variedad de señales y respuestas es enorme. La respuesta generalmente implica un cambio en la actividad de la célula, este cambio puede afectar a reacciones químicas del metabolismo, produciendo o dejando de producir determinados compuestos, o incluso puede afectar a los genes, modificando el patrón de expresión génica. |
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En esta parte se pretende:
• resaltar la importancia de de los mecanismos de comunicación.
• dar una visión global de los elementos implicados en los mismos.
• analizar los tipos de respuestas.
Posteriormente se aborda el estudio de la función de reproducción, mediante la cual las células se multiplican transfiriendo la información genética a las células hijas.
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Una vez que la célula ha alcanzado un determinado tamaño, puede dividirse para formar dos células hijas. Las células hijas son estructural y funcionalmente idénticas a su progenitora, porque cada nueva célula recibe la copia exacta de la información genética de aquélla. |
En organismos unicelulares, la división celular hace aumentar el número de individuos de la población. En muchos seres pluricelulares, como plantas y animales, la división celular es la forma mediante la cual el organismo crece desde una célula única. Es también la manera por la cual los tejidos, que se lesionan o sufren deterioros, se reparan y se reponen.
En esta parte del tema se estudiaran:
Los procesos de mitosis, los sistemas de control molecular que dirigen el ciclo celular,
las señales internas y externas que están implicadas y cómo las células cancerosas escapan a esos controles.
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Posteriormente se aborda la meiosis, una división celular especial que permite a los organismos reproducirse sexualmente.
El estudio de esta parte del tema sirve de base para comprender los mecanismos de la herencia, que se estudian en un tema posterior.
Por último, se estudia la función de nutrición, en este tema se hace una introducción a los procesos globales del metabolismo celular, para lo cual se ha de tener en cuenta que dichos procesos, en esencia, consisten en reacciones de oxidación-reducción.
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En ellas tienen lugar una serie de intercambios energéticos, por lo que juegan un papel muy importante las moléculas transportadoras de electrones, tales como:
- NAD (dinucleótido de nicotinamida y adenina)
- NADP (fosfato del dinucleótido de nicotinamida y adenina)
- FAD (dinucleótido de flavina y adenina) y FMN (mononucleótido de flavina).
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CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Al finalizar el estudio de la unidad deberás ser capaz de:
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Reconocer los aspectos básicos de las funciones de relación celular: percepción de estímulos, traducción de señales y elaboración de respuestas.
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Representar esquemáticamente y analizar el ciclo celular y las modalidades de división
del núcleo y del citoplasma, relacionando la meiosis con la variabilidad genética de las
especies.
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Comprender y explicar los distintos procesos implicados en la nutrición celular: captura
e ingestión de moléculas y partículas, digestión celular, absorción, excreción y aspectos
generales del metabolismo.
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Analizar el carácter abierto de la Biología a través del estudio de algunas interpretaciones, hipótesis y predicciones científicas sobre conocimientos básicos de esta ciencia, valorando los cambios producidos a lo largo del tiempo y la influencia del contexto histórico.
ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN
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Determinadas células, como las del músculo cardíaco, son metabólicamente muy
activas y necesitan intercambiar sustancias con mayor rapidez que otras células.¿Cómo pueden aumentar el flujo de sustancias de unas células a otras?
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La colchicina, alcaloide venenoso del azafrán de otoño, es un fármaco que despolimeriza la tubulina B. ¿Qué estructura celular se verá afectada? ¿Qué consecuencias tiene para la célula?
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¿Qué función desempeña la clatrina?
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En la única fase del ciclo celular en la que podemos observar los cromosomas perfectamente visibles al microscopio electrónico es durante la mítosis. Explica este
hecho.
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Alfert y Swift (1953) encontraron las siguientes cantidades relativas de ADN por
núcleo en varios tipos de células del anélido Sabellaria:
Telofase I meiótica: 127
Espermatozoide: 61
Profase mitótica: 263
Telofase mitótica: 124
Explica detalladamente estas diferencias. |
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¿Son genéticamente iguales las 4 células haploides obtenidas en la meiosis?
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El caballo tiene, en todas sus células, 64 cromosomas; es decir 2n = 64. ¿Cuántos
cromosomas se sitúan en la placa metafísica de la mitosis?; ¿cuántos en la profase I? y ¿cuántos en la profase II?
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a)¿Qué factores limitan el paso de sustancias polares como iones y agua a través de la membrana celular?
b) ¿De qué modo la bomba de Na+/K+ regula la presión osmótica y el volumen de las células animales? ¿Cómo controlan la presión osmótica las células vegetales?
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La enfermedad de Hurler se produce por una mutación en un gen que codifica una enzima hidrolítica lisosomal. ¿Qué consecuencia puede tener para las célula
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La enfermedad de Hurler se produce por una mutación en un gen que codifica una
enzima hidrolítica lisosomal. ¿Qué consecuencia puede tener para las células?
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La siguiente gráfica representa una reacción química
a)¿Se trata de una reacción exergónica o endergónica? Razona la respuesta.
b)¿Se trata de una reacción anabólica o catabólica? Razona la respuesta.
c) Pon un ejemplo concreto de reacción que pudiera presentar una gráfica de este tipo
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- Explica porqué son necesarios los intermediarios energéticos.
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ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN INTERACTIVAS
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Funciones de relación |
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Funciones de reproducción |
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Funciones de nutrición |
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Las células eucariotas y procariotas presentan tres caracteres básicos: la existencia de una membrana que separa el interior de la célula del medio externo, la presencia de muchas enzimas en su interior y la capacidad de formar réplicas (reproducción). ¿Cuál de estas tres características hubo de ser la primera y permitir el desarrollo de las demás? Argumenta la respuesta (Recuerda que ciertos ARN tienen actividad catalítica.)
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La hormona adrenalina se produce en la médula de las glándulas suprarrenales, y actúa sobre receptores asociados a proteínas G de las células hepáticas, estimulando la degradación de glucógeno a glucosa. Explica con detalle la secuencia de acontecimientos que se producen entre la emisión de la molécula señal y la respuesta fisiológica en este caso concreto.
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Una célula humana típica, tal como una célula hepática, tiene unos 25 micrómetros de diámetro, y en ella hay ADN cuya longitud total es de 2 metros. Es evidente, pues, que para que el ADN pueda adaptarse en el interior del núcleo, ha de estar densamente «empaquetado». Describe con el máximo detalle posible el «empaquetamiento» del ADN en el núcleo de una célula hepática en interfase. (Relaciona
los contenidos estudiados en la unidad 1 y 3).
- Si en la especie humana 2n = 46, ¿cuántos cromosomas o cromátidas tendrán las células en cada una de estas situaciones?
Fase G 1 de una célula hepática.
Fase G 2 de una célula nerviosa.
Metafase de una célula embrionaria
Profase I de la meiosis.
Profase II de la meiosis
Espermatozoide
Cigoto.
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Explica a qué es debido el gran éxito evolutivo de la reproducción sexual frente a la asexual. ¿Qué importancia tiene la meiosis en la evolución de los seres vivos?
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¿Cómo se vería afectado el transporte activo y el pasivo a través de la membrana si inhibiéramos la síntesis de ATP? ¿Qué consecuencias tendrá este bloqueo para la célula?
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Explica qué molécula posee mayor cantidad de energía química: el dióxido de carbono o la glucosa.
