2E Ciencias Naturaleza - Ud01

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CIENCIAS de la NATURALEZA 2 º ESO En la elaboración de este libro se han tenido en cuenta las normas ortográficas establecidas por la RAE en diciembre de 2010.

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Segundo de Eso Ciencias Naturales

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  • CIENCIASde la NATURALEZA

    2ESO

    En la elaboracin de este libro se han tenido en cuenta las normas ortogrficas establecidas por la RAE en diciembre de 2010.

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  • Componentes de los1

    Orgnicos Clulas

    seres vivos

    Clula procariota.

    Clula eucariota vegetal.

    Clula eucariota animal.

    Divisin celular: mitosis.

    2

    3

    4

    1

    Agua Glcidos

    Membrana

    Procariotas

    Lpidos

    Citoplasma

    Eucariotas

    Protenas

    Ncleo

    Sales minerales

    cidos nucleicos

    Inorgnicos

    Animales Vegetales

    se organizan en

    contienen

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  • El universo1Componentes de los1

    4

    3

    2

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  • 8 UNIDAD 1

    1 Componentes de los seres vivos

    Los seres vivos estn formados por los mismos elementos que cons-tituyen la Tierra, pero en diferente proporcin.

    Los elementos qumicos que forman parte de los seres vivos se denomi-nan bioelementos. Destacan el oxgeno (O), el carbono (C), el hidrge-no (H), el nitrgeno (N), el fsforo (P) y azufre (S), que constituyen entre el 95 % y 99 % de la composicin total de los seres vivos. En menor pro-porcin destacan el calcio (Ca), el magnesio (Mg), el sodio (Na), el po-tasio (K), el hierro (Fe), el cloro (Cl) y en una proporcin muy baja tene-mos el cobre (Cu), el manganeso (Mn), el aluminio (Al), el nquel (Ni), el flor (F), el yodo (I), el silicio (Si), el zinc (Zn), el molibdeno (Mo)

    Estos elementos se combinan entre s formando molculas. Estas molculas las clasificamos en inorgnicas (agua y sales minerales) y orgnicas, compuestas por carbono, hidrgeno y oxgeno funda-mentalmente (glcidos, lpidos, protenas y cidos nucleicos).

    1.1. Molculas inorgnicas

    Sales mineralesPueden encontrarse en los seres vivos en estado slido formando parte de los capa-razones protectores de mo-luscos, del esqueleto, como es el caso de carbona-tos, fosfatos, silicatos.

    Otras sales minerales se encuentran disueltas en el orga-nismo desempeando funciones muy importantes en los seres vivos: mantienen el pH constante, intervienen en la transmisin del impulso nervioso, en la contraccin muscular, en la coagulacin sangunea, en las reacciones de las clulas Destacamos los iones de sodio, potasio, calcio, magnesio, cobre, hierro, cloro (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cu+, Fe2+, Cl)

    AguaLa molcula de agua est compuesta por tomos de hidrgeno y oxgeno en proporcin dos a uno: H2O. Es el compuesto mayorita-rio de los seres vivos. Pue-de oscilar entre el 60 % y 99 % del peso total de un ser vivo.

    Sus funciones son muy variadas, es el medio donde ocu-rren la mayora de las reacciones qumicas de los seres vivos, es el disolvente de iones, minerales y muchas sus-tancias orgnicas, acta como regulador de la tempera-tura, transporta sustancias, es el lugar donde ocurren la mayora de las reacciones qumicas de un ser vivo.

    Oxgeno (O): 65 % Carbono (C):18 %

    Hidrgeno(H): 10 %

    Nitrgeno (N): 3 %

    Calcio(Ca): 2 % Fsforo (P): 1,1 %

    Azufre (S): 0,2 %

    Carbono (C): 0,16 %

    Silicio (Si):20,5 %

    Aluminio (Al):6,2 %

    Otros:9,84 %

    Hidrgeno (H): 2,9 %

    Oxgeno (O): 60,4 %

    Materia viva

    Corteza terrestre

    Otros: 0,7 %

    Diagrama de sectores con la proporcin de los elementos en la materia viva.

    Agua.

    Sales minerales.

    1. Consulta una tabla peridica y localiza en ella los bioelementos.

    2. Realiza un esquema clasificando los componentes de los seres vivos.

    3. Cita las funciones que desempea la molcula de agua en los seres vivos.

    4. Qu ser vivo posee mayor proporcin de agua: una medusa o una lagartija?

    5. Enumera tres seres vivos que poseen caparazones protectores.

    ACTIVIDADES

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  • Componentes de los seres vivos 9

    1.2. Molculas orgnicasAzcares, glcidos o hidratos de carbonoSon compuestos formados por tomos de carbono, hidrgeno y oxgeno. Son solubles en agua.

    LpidosEstn formados por tomos de carbono, hidrgeno y oxgeno, y algunos poseen adems, fsforo, nitrgeno y azufre. Qumicamente presentan una estructura variable, pero todos tienen en comn que son insolubles en agua, y solubles en disolventes orgnicos como el etanol, la glicerina, etctera.

    Funciones de los lpidos en los seres vivos Energtica:

    cidos grasos: el oleico, compuesto mayoritario del aceite de oli-va, o el linoleico, linolnico y araquidnico, imprescindibles en la dieta del hombre puesto que no somos capaces de sintetizarlos.

    Grasas: unin de una molcula de glicerina con tres cidos grasos (triglicridos). Pueden ser slidas si proceden de animales (el sebo o la manteca) o bien lquidas como los aceites vegetales (de oliva, de girasol, de soja, etc.).

    Protectores: como las ceras, presentes en las cubiertas vegetales (piel de los frutos, hojas, etc.) o en el odo de los mamferos.

    Colorantes: pigmentos responsables del color de los vegetales; ver-des (clorofila), rojos (xantofila).

    Actan como vitaminas: como las A, D, E y K, que intervienen en procesos fundamentales del hombre.

    Accin hormonal: por ejemplo, las hormonas que controlan el desa-rrollo sexual (testosterona, andrgenos, etc.).

    MonoscaridosPoseen sabor dulce y un nmero pequeo de tomos de carbono, entre tres y siete. De aqu reci-ben sus nombres: triosas, te-trosas, pentosas, hexosas

    Pentosas: ribosa y desoxi-rribosa, forman parte de los cidos nucleicos.

    Hexosas: glucosa, molcula que utilizan los organismos como fuente de energa, ga-lactosa, presente en la le-che, y fructosa, que se en-cuentra en las frutas.

    DisacridosSe forman por la unin de dos monosacridos. Poseen sabor dulce.

    Sacarosa: unin de glu-cosa y fructosa; se extrae de la remolacha azucare-ra y de la caa de azcar; constituye lo que deno-minamos azcar.

    Lactosa: unin de gluco-sa y galactosa, est pre-sente en la leche.

    PolisacridosSon grandes cadenas de monosacridos unidos unos tras otros, semejantes a las cuentas de un collar. Los formados por uniones de molculas de glucosa son los siguientes:

    Almidn: molcula de reserva para los vegetales. Est presente en gran cantidad en los tubrculos (como las patatas), en los cereales, etc.

    Gucgeno: molculas de reserva para los anima-les y los hongos. Se almacena principalmente en el hgado y en el msculo y se utiliza como fuen-te de glucosa en los momentos de ayuno.

    Celulosa: posee funcin estructural para los ve-getales, es la responsable de dar rigidez y permi-tir que permanezcan erguidos. Se sita en las paredes de las clulas vegetales.

    Glucosa Fructosa

    Almidn

    Lactosa

    Sacarosa

    Triglicridos

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  • 10 UNIDAD 1

    Protenas Son molculas de gran tamao compuestas por tomos de carbono, hidrgeno, oxgeno y nitrgeno, principalmente. Algunas poseen, adems, fsforo, azufre, hierro, zinc, cobre y magnesio. Estn formadas por la unin de aminocidos. Existen en la naturaleza veinte aminocidos diferentes, que se combinan entre s formando largas cadenas. Estas cadenas se pliegan, y forman estructuras tridimensionales de gran complejidad. El cambio de un solo aminocido da lugar a diferentes protenas o a protenas defectuosas que no pueden realizar su funcin. Desde el punto de vista nutricional, existe una serie de aminocidos (dependiendo del ser vivo) que se denominan esenciales. Se deben tomar en la dieta, puesto que no pueden ser sintetizados (fabricados) por el ser humano y son necesarios para construir protenas nuevas.

    Aminocidos

    Grupo amino(NH2)

    Grupo cido(COOH)

    Radical

    Aminocido

    Protena

    Funciones de las protenas en los seres vivos Transportadora: la albmina, que viaja por la sangre llevando partculas de un lugar a otro. La hemoglobina

    transporta los gases respiratorios: oxgeno (O2) y dixido de carbono (CO2).

    Estructural: la queratina forma parte de los pelos o las uas; el colgeno se encuentra formando parte del tejido cartilaginoso y est presente en los pabellones auditivos, en la nariz, en las articulaciones

    Contrctil: la miosina y la actina forman parte del tejido muscular.

    Inmunolgica: las inmunoglobulinas intervienen en la defensa de los organismos. Son los denominados anti-cuerpos.

    Catalizadora: las enzimas intervienen en las reacciones celulares, aumentando su velocidad.

    Factores de coagulacin: intervienen en la coagulacin sangunea, favoreciendo la unin entre las plaquetas.

    Hormonal: la insulina (controla el nivel de glucosa en la sangre) y la adrenalina (se libera en situaciones de peligro) tienen naturaleza proteica.

    6. Seala, de las siguientes estructuras de un vegetal, cul tendr mayor can-tidad de celulosa, almidn y fructosa. Cul posee un sabor ms dulce?

    tronco - tubrculo - fruto

    7. El almidn es una fuente de glucosa para nuestro organismo, muy necesa-ria para los deportistas. Qu alimen-tos deberan comer antes de una com-peticin para obtener glucosa?

    8. Qu cidos grasos no puede sintetizar el ser humano?

    ACTIVIDADES

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  • Componentes de los seres vivos 11

    cidos nucleicosSu composicin es: carbono, oxgeno, hidrgeno, nitrgeno y fsforo. La unidad fundamental son los nucletidos, formados por cido fosfrico, una pentosa (ribosa o desoxirribosa) y una base nitrogenada.

    Las clulas utilizan como moneda energtica un par de nucletidos, el ADP (adenosindifosfato) y el ATP (adenosintrifostato). La energa que se obtiene en la clula se utiliza para transformar el ADP en ATP. Este ATP se transforma de nuevo en ADP cuando la clula requiere energa.

    ADN ATP

    Energa procedente de las reacciones celulares

    Energa necesaria para procesos celulares

    Los nucletidos se unen entre s formando los cidos nucleicos, que son de dos tipos: el cido desoxirribonucleico (ADN) y el cido ribonucleico (ARN). Ambos desempean funciones imprescindibles para la clula.

    Los cidos nucleicos estn formados por cinco bases nitrogenadas distintas:

    ADN: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C).

    ARN: adenina (A), uracilo (U), guanina (G) y citosina (C).

    Estructura del ADN (modelo de bolas).

    Doble hlice de ADN.

    C G

    A T

    G C

    T A

    cido desoxirribonucleico (ADN)Es la molcula que contiene toda la informacin necesaria para que funcione un ser vivo. Posee una estructura muy compleja. Est consti-tuido por dos largas cadenas de nucletidos, enfrentadas una con otra producindose uniones entre las bases nitrogenadas de ambas. Estas cadenas se enrollan sobre s mismas formando una doble hlice, la cual se vuelve a plegar formando los cromosomas. Cada especie de ser vivo tiene un nmero de cromosomas propio. La especie humana pre-senta 46 cromosomas.

    La informacin que posee el ADN est formada por un cdigo de cuatro letras: ATGC (dependiendo de la base nitrogenada que posea cada nucletido). El orden en que se encuentren determina la informacin que portan. Cada carcter que posee un ser vivo, color de la semilla, existencia de aletas, etc., est codificado por un gen (o varios). Es decir, un gen es una secuencia de ADN que determina un carcter.

    cido ribonucleico (ARN)Posee una estructura ms sencilla que el ADN. Existen diferentes tipos de ARN y cada uno desempea una funcin diferente.

    Acta como material gentico en algunos virus, como es el caso del VIH, que produce el sida, o del virus del herpes simple.

    Interviene en la sntesis de protenas.

    Forma parte de los ribosomas (orgnulos subcelulares).

    9. Qu significa el trmino aminocido esencial? Por qu crees que es necesa-rio ingerirlos en la dieta? Qu pasara si tuvira-mos un dficit de ami-nocidos?

    10. Cmo se produce el in-tercambio de energa en las clulas?

    11. Cuntas letras tiene nuestro abecedario? Y el ADN?

    ACTIVIDADES

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  • 12 UNIDAD 1

    Los seres vivos estn formados por unidades de vida: las clulas.

    La clula es la unidad ms sencilla capaz de nutrirse, crecer, reproducirse y relacionarse con el medio que la rodea.

    Los organismos ms sencillos, solo estn formados por una clula, y los ms complejos, por millones. Podemos distinguir las clulas de nuestro cuerpo al mirarnos al espejo o al observar nuestra piel? Evidentemente no, porque su tamao es microscpico. Las ms pequeas tienen aproximadamente un tamao de 3 micrmetros (m), como es el caso de algunas bacterias, y las mayores pueden llegar a medir hasta 7 cm, como es el caso de la yema del huevo de un avestruz.

    Hasta el siglo xvii no se conoca la existencia de las clulas. En 1665, Robert Hooke las observ por primera vez, gracias a la construccin del primer microscopio. Tom finas lminas de corcho y las observ al microscopio; su aspecto le record a celdillas y por ello le asign el nombre de clulas.

    Poco despus, en 1675, el comerciante holands Anton van Leeuwenhoek desarroll microscopios capaces de aumentar las preparaciones hasta 300 veces. As logr describir bacterias, protozoos, espermatozoides, etc.

    Ya en el siglo xix, el botnico alemn Matthias Schleiden, en 1837, y su compatriota zologo Theodor Schwann, un ao despus, propusieron los principios de la teora celular: la clula es la unidad funcional y estructural de los seres vivos. En 1855, Rudolf Virchow, postul su teora: omnis cellula e cellula, toda clula proviene de otra ya existente.

    El trabajo de estos investigadores, y de otros muchos, fue generalizado a todos los tipos celulares gracias a las aportaciones de Santiago Ramn y Cajal, quien estudi el tejido nervioso y describi las neuronas como unidad funcional del mismo. En 1889 present La doctrina de la neurona, ante la sociedad anatmica alemana.

    Teora celular

    Todos los seres vivos estn constituidos por una o varias clulas.

    La clula es la unidad anatmica y fisiolgica de los seres vivos.

    La clula es la estructura ms pequea capaz de nutrirse y relacionarse con el medio que la rodea.

    Toda clula procede por divisin de otra ya existente.

    La clula posee la informacin necesaria (material hereditario) que pasa de la clula madre a la hija.

    La clula: unidad fundamental de la vida

    2

    Microscopio de Leeuwenhoek.

    Diferentes tipos de clulas

    Clula epitelial

    vulo

    Bacteria

    Glbulo rojo

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  • Componentes de los seres vivos 13

    Todas las clulas tienen tres elementos bsicos:

    Membrana plasmtica: controla el intercambio de sustancias con el exterior.

    Citoplasma: lquido acuoso, donde se encuentran todos los orgnulos celulares.

    Material gentico: controla la actividad celular.

    2.1. Clulas procariotasLas clulas procariotas son las clulas ms sencillas. Su material gentico est libre en el citoplasma y no poseen orgnulos recubiertos de membrana en el citoplasma.

    Las bacterias son clulas procariotas. Se consideran los organismos ms sencillos.

    Poseen las siguientes estructuras:

    Pared celular rgida: es la responsable de proporcionar resistencia a la clula y definir su forma.

    Membrana celular: est formada por una doble capa (bicapa) de lpidos.

    Citoplasma: est compuesto por agua y las siguientes estructuras:

    Material gentico: ADN circular de doble hlice.

    Ribosomas: son los nicos orgnulos citoplasmticos que intervienen en la sntesis de protenas. Estn compuestos por ARN y protenas.

    Mesosomas: repliegues membranosos donde se localizan las enzimas responsables de los procesos metablicos.

    Plsmidos: pequeos fragmentos de ADN que pueden llevar informacin que proporciona resistencia a los antibiticos.

    En ocasiones presenta flagelos: estructuras responsables de la movilidad y prolongaciones semejantes a pelillos, fimbrias, que rodean toda la clula y la fijan al medio.

    Escherichia coli.

    12. Realiza una lnea del tiempo sealando los di- ferentes investigadores que han contribuido al desarrollo de la teora celular y sus aportacio-nes a la misma.

    13. Qu funciones desem-pean los seres vivos?

    14. Explica la funcin de la pared celular en clulas procariotas.

    15. Qu estructura posibi-lita el desplazamiento celular?

    16. Qu es un plsmido?

    17. Dnde ocurren las reac-ciones qumicas en las clulas procariotas?

    ACTIVIDADES

    Plsmido

    MesosomaFlagelo

    Citoplasma

    Fimbrias

    Membranacelular

    ADN

    Pared celular

    Ribosoma

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  • 14 UNIDAD 1

    2.2. Clulas eucariotas

    Las clulas eucariotas son las clulas ms complejas. Su caracterstica principal es que poseen su material gentico rodeado de membrana y orgnulos subcelulares localizados en el citoplasma y rodeados de membranas, donde se realizan las diferentes funciones celulares. Existe gran diversidad de clulas eucariotas, en cuanto a su tamao, morfologa y estructura.

    Los protistas, los hongos, los animales y los vegetales estn formados por clulas eucariotas, pero con algunas estructuras diferentes. Las clulas eucariotas poseen las siguientes partes:

    Membrana celular Est compuesta por una doble capa de lpidos en cuyo interior se engloban protenas y glcidos. Desempea las siguientes funciones:

    Delimita a la clula.

    Permite el intercambio de sustancias con el exterior, en ambos sentidos. El paso de molculas a travs de ella est regulado por la presencia de poros.

    Comunica la clula con el exterior, recibiendo seales qumicas.

    CitoplasmaFormado por un lquido acuoso donde se encuentran flotando los dems elementos: el citoesqueleto, red de tbulos que determina la forma de la clula, el ncleo y los orgnulos subcelulares. Estos son:

    Ribosomas: orgnulos similares a los que poseen las clulas procariotas, pero de un tamao mayor. Intervienen en la sntesis de protenas celulares.

    Mitocondrias: son la central energtica de la clula. En ellas se produce la respiracin celular, proceso en el que se obtiene energa a partir de la glucosa. Tienen ADN propio.

    Retculo endoplasmtico: est asociado a la membrana nuclear.

    Rugoso: recibe el nombre de los ribosomas que posee asociados a su pared. Almacena protenas que, posteriormente, pasarn al aparato de Golgi.

    Liso: interviene en la formacin y transporte de los lpidos celulares.

    Aparato de Golgi: est constituido por una serie de sacos que se forman por la unin de vesculas procedentes del retculo endoplasmtico. Se encargan de formar polisacridos, que se unirn a, las protenas, y almacenan sustancias diversas, como hormonas, protenas, etc., que, posteriormente, se exportarn a otras estructuras celulares o hacia el exterior mediante vacuolas (fragmentos de membrana que engloban sustancias y que se forman a partir de los propios sacos del aparato de Golgi).

    Lisosomas: son orgnulos de forma circular y pequeo tamao que se encargan de digerir las molculas que ingiere la clula. Poseen una membrana muy gruesa para impedir que las enzimas digestivas que contienen daen su estructura.

    Cromatina(rodeandoal nuclolo)

    Nuclolo

    Envueltanuclearinterna

    Complejodel poronuclear

    Envuelta nuclearexterna

    Estructura del ncleo.

    Ribosoma.

    Mitocondria.

    Retculo endoplasmtico.

    Lisosoma.

    Aparato de Golgi.

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  • Componentes de los seres vivos 15

    NcleoContiene el ADN celular, almacena la informacin gentica, pasndola a las clulas hijas en el momento de la divisin celular. Sus partes son:

    Membrana nuclear: controla el paso de sustancias entre el ncleo y el citoplasma.

    Nuclolo: su funcin fundamental es la sntesis de ribosomas.

    Cromatina: el ADN se encuentra plegado dentro de la clula, formando una especie de ovillos, y unido a protenas denominadas histonas, que ayudan a su compactacin.

    Retculoendoplasmtico

    liso

    Retculoendoplasmtico

    rugoso

    NcleoNucleolo

    Membranaplasmtica

    Ribosoma

    Pared celularcentral

    Vacuolacentral

    Mitocondria

    Citoplasma

    LisosomaCitoesqueleto

    Aparatode Golgi

    Cloroplasto

    Clula animalLas clulas animales presentan un org-nulo especfico, denominado centroso-ma, que est compuesto por dos cen-triolos, formados por microtbulos. Intervienen en el movimiento de la c-lula, a partir de l se forman los cilios y flagelos, y participan en la divisin celular.

    Clula vegetalLas clulas vegetales poseen una pared celular rgida que rodea a la membrana plasmtica. Est formada por depsitos de celulosa. Esta estructura es la res-ponsable de dar rigidez a la clula. Los cloroplastos son orgnulos especficos de las clulas vegetales, son los encar-gados de realizar la fotosntesis. En su interior se encuentra la clorofila, pig-mento de color verde responsable de extraer la energa de la luz solar. La pre-sencia de clorofila proporciona el color verde a las plantas.

    Las vacuolas de las clulas vegetales son de mayor tamao que las de los animales. En algunos casos pueden ocupar casi la totalidad del citoplasma.

    Retculoendoplasmtico

    liso

    Ncleo

    Nucleolo

    Retculoendoplasmtico

    rugoso

    Ribosoma

    Cotoesqueleto

    Citoplasma

    MitocondriaAparatode Golgi

    Lisosomas

    Vesculasecretora

    Centriolo

    18. Seala cules son las estructuras pro-pias de las clulas vegetales.

    19. En qu lugar de la clula se producen los procesos de obtencin de energa?

    20. Enumera los orgnulos que intervie-nen en la sntesis, la modificacin y el transporte de protenas celulares.

    21. Qu estructuras comparte una clula procariota con una eucariota?

    ACTIVIDADES

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  • 16 UNIDAD 1

    Las clulas, al igual que los seres vivos, realizan las denominadas funciones vitales:

    Funcin de nutricin: consiste en la obtencin de materia y energa necesaria para el crecimiento y la actividad celular.

    Funcin de relacin: incluye la percepcin de los estmulos o cambios que se producen en el ambiente y la elaboracin de una respuesta ante estos.

    Funcin de reproduccin: proceso mediante el cual las clulas se dividen originando nuevas clulas.

    3.1. Funcin de nutricinLa funcin de nutricin incluye el conjunto de reacciones qumicas necesarias para la incorporacin de nutrientes, respiracin, transporte y eliminacin de desechos.

    Dependiendo de cul sea la fuente de materia y energa podemos hablar de nutricin auttrofa y nutricin hetertrofa. El conjunto de reacciones qumicas celulares se denomina metabolismo+.

    Nutricin auttrofaLas clulas elaboran materia orgnica a partir de sustancias inorgnicas que toman del exterior utilizando para ello como fuente de energa la luz solar (fotosntesis) o un compuesto qumico (quimiosntesis).

    Las funciones vitales3

    El metabolismoEl conjunto de reacciones metablicas se pueden clasificar en dos grandes grupos:

    Catabolismo: descomposicin de molculas orgnicas complejas (glcidos, lpidos, protenas) en molculas ms sencillas, liberando energa que la clulas utilizan para distintos trabajos o para las reacciones de sntesis.

    Anabolismo: sntesis de molculas ms complejas a partir de molculas sencillas que requiere un aporte de energa.

    Catabolismo

    Anabolismo

    energa

    energa

    Grandesmolculas

    Pequeasmolculas

    A CB D

    AC

    B D A

    A

    C

    C

    B

    B

    D

    D

    ADP + Pi ATP

    Importancia biolgica de la fotosntesis La fotosntesis ha tenido un papel muy importante en la

    evolucin de la atmsfera terrestre. La atmsfera primitiva careca de oxgeno, pero posea dixido de carbono y vapor de agua (entre otros compuestos). Las cianobacterias, me-diante la fotosntesis, comenzaron a utilizar ese dixido de carbono y a expulsar oxgeno a la atmsfera como pro-ducto residual. Poco a poco, el contenido en este gas fue en aumento hasta llegar a constituir el 21 % de nuestro aire.

    Gracias a la fotosntesis, el carbono presente en el dixido de carbono se incorpora a compuestos orgnicos (gluco-sa), de forma que puede ser utilizado por el resto de los seres vivos (ciclo del carbono).

    La transpiracin de las plantas elimina grandes cantidades de vapor de agua. Esto contribuye a mantener el ciclo del agua en el planeta y a regular la temperatura de muchas zonas.

    Cianobacteria

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  • Componentes de los seres vivos 17

    Fotosntesis: proceso mediante el cual, a partir de sustancias inorgnicas simples como las sales minerales, el dixido de carbono atmosfrico y el agua, utilizando como fuente de energa la luz solar, se obtienen molculas orgnicas sencillas (glcidos), gracias a las cuales se podrn formar otras molculas orgnicas, liberndose en el proceso energa y oxgeno como producto de desecho.

    CO2 + H2O + Sales minerales Glucosa + O2 + Energa

    Luz solar

    Para captar la energa procedente de la luz solar es necesaria la presencia de un pigmento de color verde, denominado clorofila. Este pigmento es el responsable del color verde de los organismos fotosintticos: cianobacterias (clula procariota), algas y plantas (clulas eucariotas vegetales).

    En el caso de las cianobacterias, su membrana plasmtica posee unos repliegues denominados tilacoides, donde tiene lugar la fotosntesis. En las algas y las plantas, la fotosntesis tiene lugar en los cloroplastos de sus clulas.

    Quimiosntesis: es el proceso mediante el cual se sintetizan molculas orgnicas, utilizando para ello la energa procedente de la oxidacin de compuestos inorgnicos como metano (CH4), amonaco (NH3), cido sulfhdrico (SH2) e incluso hidrgeno gaseoso. Solo son capaces de realizar estas reacciones algunas bacterias.

    Nutricin hetertrofaLas clulas toman del medio los compuestos orgnicos que transforman para obtener energa y poder construir nuevas estructuras. Son hetertrofas las clulas de los animales, los hongos, protozoos y muchas bacterias.

    22. Escribe la ecuacin que representa la fotosnte-sis y explica los hechos ms relevantes de cada una de sus fases.

    23. Despus de comprender el papel que ejerce la fotosntesis en el mantenimiento de la vida te-rrestre, por qu crees que puede estar relacio-nado el aumento del dixido de carbono atmos-frico, con la tala indiscriminada de rboles, sobre todo en las selvas tropicales?

    24. Qu fuente de energa utilizan los organismos quimiosintticos?

    ACTIVIDADES

    FASE LUMINOSA

    FASE OSCURA

    Glcidos

    TilacoidesEstroma

    CO2H2O

    O2

    Ciclode

    Calvin

    ATPH+

    Luz

    Estroma

    Tilacoides

    O2

    Grana

    Glcidos

    Energa solar

    Agua(H2O)

    Dixidode carbono

    (CO2)

    Sol

    Fases de la fotosntesis Fase lumnica: ocurre en presencia de luz.

    La clorofila capta la energa procedente de la luz del sol y rompe la molcula de agua (hidrlisis), liberndose 2H+ (tomos de hidrgeno con carga positiva, cationes hi-drgeno), oxgeno (1/2 O2) que se libera al exterior, y energa que se utilizar en la siguiente fase. Esta energa se almacena en molculas de ATP (molcula que acta como moneda energtica celular).

    Fase oscura: no depende de la luz solar, se puede realizar en presencia o ausencia de la misma. El dixido de carbono atmosfrico, junto con los H+ y el ATP, es transformado en glucosa en el ciclo de Calvin (secuencia cclica de reacciones qumicas). Posterior-mente se sintetizarn otros azcares, pro-tenas y lpidos.

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  • 18 UNIDAD 1

    Respiracin celularTodas las clulas (auttrofas y hetertrofas) obtienen energa mediante la respiracin celular.

    La respiracin es un conjunto de reacciones qumicas encaminadas a transformar las molculas orgnicas ricas en energa, como la glucosa, en dixido de carbono y agua, utilizando para ello el oxgeno y liberando energa (en forma de molculas de ATP), que las clulas utilizan para llevar a cabo sus funciones vitales. Ocurre en las mitocondrias de las clulas eucariotas (tanto vegetales como animales).

    CO2 + H2O + EnergaGlucosa + O2

    La glucosaRepresenta el principal nutriente de las clulas. La respiracin celular y las fermentaciones comparten la primera fase, tal y como indica el grfico:

    Glucosa u otros azcares

    Gluclisis

    cido pirvico + E

    CO2 +HO2

    Etanol

    cido lctico

    sberKed

    olciC

    acilhoclanicatne

    mreF

    acit

    cl

    ni c

    atn

    emr

    eF

    Oxgeno(O2)

    Materia orgnica(glucosa)

    Energa

    Dixido de carbono(CO2)

    Fermentaciones Transformacin de molculas orgnicas en otras en ausencia de oxge-no, proceso anaerobio. Se libera menor cantidad de energa que en la respiracin celular. Estos procesos son realizados por bacterias, leva-duras, hongos, y en algunos casos por organismos superiores, en au-sencia de oxgeno. Las fermentaciones tienen mucha importancia en la industria:

    Fermentacin alco-hlica: las levaduras Sacharomyces trans-forman los azcares presentes en el mosto de la uva, la cebada o la harina de trigo, en etanol y dixido de carbono. De esta for-ma se fabrican el vino, la cerveza o el pan. La esponjosidad de la miga de pan se debe a las burbujas que deja el dixido de carbono; en este caso, el etanol creado se evapora en la coccin del pan.

    Fermentacin lctica: las bacterias del gnero Lactobacillus trans-forman la lactosa presente en la leche en cido lctico. De esta ma-nera la leche pasa a ser slida y a tener un gusto cido: se ha trans-formado en yogur. En el msculo de los mamferos tambin se puede producir cido lctico, si se realiza un ejercicio fsico intenso y no hay suficiente oxgeno, de manera que la glucosa se fermenta y apa-recen las agujetas.

    Fermentacin actica: las bacterias del gnero Acetobacter transfor-man el etanol en cido actico. As, a partir de sidra, vino u otras bebidas con etanol, se fabrica el vinagre.

    Lactobacillus.

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  • Componentes de los seres vivos 19

    3.2. Funcin de relacinLos seres vivos necesitan conocer cmo es el medio que los rodea, y adaptarse a sus cambios.

    Podemos definir sensibilidad como la capacidad que tienen las clulas para captar los estmulos (cambios en el medio externo e interno) y elaborar una respuesta adecuada.

    Las repuestas celulares son fundamentalmente de dos tipos:

    Respuestas pasivas: no implican movimiento, las respuestas son muy variadas: algunas clulas se recubren de capas protectoras y pasan a un estado latente (enquistamiento) cuando las condiciones ambientales no son adecuadas, secrecin de sustancias (venenos), emisin de luz (bioluminiscencia)

    Respuestas que provocan movimiento, la forma ms extendida, se denominan taxias o tactismos. Si la clula se aleja del estmulo es negativa, y se acerca a l, positiva. Dependiendo del estmulo, tenemos las siguientes taxias:

    Fototaxia o fototactismo: reaccin ante la luz.

    Geotaxia o geotactismo: repuesta ante la gravedad.

    Termotaxia o termotactismo: reaccin ante la temperatura, como por ejemplo el desplazamiento del espermatozoide a travs de la trompa de Falopio femenina, en busca del vulo.

    Quimiotaxia o quimiotactismo: respuesta ante una sustancia qumica.

    El movimiento celular se consigue mediante mecanismos diversos, como los cilios, los flagelos, la emisin de pseudpodos y los movimientos contrctiles.

    25. Define los tr minos: ae-robio, anae robio, sensi-bilidad y taxia.

    26. Dnde tiene lugar la res piracin celular? Qu organismos la realizan?

    27. Qu relacin encuen-tras entre la respiracin celular y la fotosntesis?

    28. Explica cules son los mecanismos de despla-zamientos de las clulas y seala cul es ms efectivo para crear a su alrededor corrientes de agua.

    ACTIVIDADES

    Flagelos: prolongaciones ni-cas y largas, cuyo movimiento produce el desplazamiento de la clula. Estn presentes en algunos protistas y en los es-permatozoides.

    Cilios: prolongaciones muy numerosas y de tamao pequeo, que recubren las clulas o se sitan en una zona determinada. Su movimiento provoca corrientes del lquido donde se encuentren.

    Pseudpodos: deformacio-nes del citoplasma de una clula, que van acompaa-dos con el desplazamiento del resto de la clula hacia dichas deformaciones, pro-vocando el movimiento de la clula entera.

    Mecanismos de desplazamientos celulares

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  • 20 UNIDAD 1

    3.3. Funcin de reproduccin: divisin celularLa divisin celular es el proceso mediante el cual una clula se divide en dos clula iguales a la clula madre.

    Existen diversas modalidades de divisin celular:

    Biparticin: se originan dos clulas hijas del mismo tamao. Se da en organismos unicelulares.

    Gemacin: consiste en la formacin de una yema, una clula hija es menor que la otra. Tiene lugar en las levaduras.

    Pluriparticin: el ncleo se divide varias veces, ocurre en los protozoos.

    Esporulacin: el ncleo de la clula madre se divide varias veces y cada clula se rodea de la membrana celular. Ocurre en los hongos, musgos y helechos.

    En la divisin celular se pueden diferenciar tres etapas:

    Duplicacin del material gentico o interfase: antes de la divisin celular se duplica el material gentico para que cada una de las clulas hijas presente una copia exacta. Los cromosomas presentan dos cromtidas con idntica informacin gentica.

    Divisin del ncleo o mitosis: se produce el reparto de los cromosomas en las clulas hijas, donde en cada una de ellas va una de las cromticas de las que constaban los cromosomas de la clula madre. Consta de las siguientes fases:

    Profase: la membrana nuclear desaparece, y los cromosomas duplicados en la interfase se liberan al citoplasma.

    Metafase: los cromosomas se sitan en el centro de la clula.

    Anafase: las cromtidas de los cromosomas se separan y se dirigen hacia los polos de la clula.

    Telofase: comienza a crearse la membrana nuclear en torno a las cromtidas en los dos extremos celulares y la membrana celular empieza a invaginarse por el medio.

    Divisin del citoplasma o citocinesis: se produce cuando finaliza la mitosis. Mediante un tabique de la pared celular en las clulas vegetales o un estrechamiento en las clulas animales, las dos clulas hijas se separan.

    29. Define la mitosis y realiza un diagrama de la misma.

    30. Explica las diferencias y semejanzas entre una gemacin y una esporulacin. Pon un ejemplo de algn ser vivo que se reproduzca de esta manera.

    ACTIVIDADES

    Imagen de microscopia de diferetes fases de la mitosis.

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  • Componentes de los seres vivos 21

    Etapas de la mitosis

    Tipos de divisin celular

    Biparticin

    Pluriparticin

    Esporulacin

    Gemacin

    Esquema de la mitosis.

    membranaplasmtica

    centrosomas

    envoltura nuclear husomittico

    nuclolocromosoma encondensacin

    formado porcromtidas

    par decentrolos

    reaparicindel nuclolo

    recomposicinde la envoltura

    nuclear

    las cromtidasson arrastradashacia los polos

    envolturanuclear

    Profase Metafase

    Anafase Telofase Citocinesis

    cromosomasalineados en la placametafsica

    Microscopia electrnica de biparticin de la bacteria Salmonella.

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  • 22 UNIDAD 1

    PrcticaIdentificacin de almidn

    ObjetivoIdentificar la presencia de almidn en diversos productos de origen vegetal, utilizando para ello el reactivo lugol.

    Material Tubos de ensayo

    Patata

    Gradilla

    Harina

    Vidrio de reloj

    Arroz crudo y cocido

    Pipeta

    Macarrones crudos y cocidos

    Esptula

    Pan

    FundamentoEl reactivo lugol posee tomos de yodo. Cuando el yodo entra en contacto con las molculas de almidn, reacciona con este, y la muestra toma un color azul violeta, casi negro.

    ProcesoSe toman las muestras de arroz crudo, arroz cocido, macarrones crudos, macarrones cocidos, pan y patata y se depositan en un vidrio de reloj.

    Tomamos con la esptula una muestra de harina y se aade a un tubo de ensayo. Con la pipeta, se aade sobre esta 5 mL de agua y se agita hasta disolver la harina en el agua.

    En este momento aadimos tres gotas del reactivo lugol a las preparaciones y se observa qu ocurre.

    1. Completa el siguiente cuadro con los resultados que obtengas en la prctica.

    Color

    Patata Harina Arroz crudo Arroz cocido Macarrones crudos Macarrones cocidos Pan

    2. Seala cules de las muestras anteriores reaccionan con el lugol.

    3. Cules poseen almidn?

    4. Existen diferencias entre el arroz cocido y crudo, y entre los macarrones cocidos y crudos?

    5. Cuando ayudas en casa a hacer arroz o pasta, qu hacis despus de cocerlos? Para qu crees que se hace?

    ACTIVIDADES

    Tubos de ensayo

    Gradilla

    Esptula

    Vidrio de relojPipeta

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  • Componentes de los seres vivos 23

    Proyecto de investigacin

    Aprende a aprender1. Como siempre, empezamos buscando algunos datos de la vida de

    Severo Ochoa. Consulta diversas fuentes de informacin y completa el siguiente cuadro:

    Su nombre completo es

    Dnde y cundo naci?

    Qu estudi?

    En qu universidad?

    Vivi gran parte de su vida en otro pas. En cul?

    Volvi definitivamente a Espaa en

    Cundo y dnde muri?

    2. Junto con Santiago Ramn y Cajal, Severo Ochoa es el nico espaol que ha recibido un premio Nobel cientfico. Busca informacin al respecto y contesta las siguientes preguntas:

    a) En qu ao lo recibi?

    b) Lo recibi en solitario o fue compartido?

    c) Por qu investigaciones se lo concedieron?

    3. Los trabajos de Severo Ochoa fueron fundamentales para el estudio de una molcula muy especial denominada ADN. Escribe un breve texto sobre esta molcula en el que expliques con tus propias palabras cul es su nombre completo, cul es su estructura, dnde se encuentra y para qu sirve.

    Severo Ochoa

    El retoNo son muchos los cientficos espaoles que consiguen influir de manera decisiva en la ciencia internacional. Aunque en los ltimos tiempos las universidades espaolas realizan aportaciones cada vez ms significativas al desarrollo cientfico, durante la mayor parte del siglo xx eran muy pocos los investigadores de nuestro pas cuyos trabajos fueran valorados en el exterior.

    Entre ellos destacan dos figuras: Santiago Ramn y Cajal y Severo Ochoa. En este proyecto de investigacin trataremos de conocer mejor la figura de este ltimo buscando algunos datos sobre su vida y sus investigaciones.

    Severo Ochoa.

    Obtn informacin

    Puedes consultar:

    2E Ciencias Naturaleza Ud01.indd 23 06/03/12 12:01

  • 24 UNIDAD 1

    RecuerdaIndica en tu cuaderno si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsa:

    a) La respiracin celular ocurre en los cloroplastos.

    b) Las clulas vegetales poseen centriolos.

    c) El retculo endoplasmtico rugoso est asociado a ribosomas.

    d) Las mitocondrias se encuentran tanto en clulas vegetales como en clulas animales.

    e) La pared celular, compuesta principalmente por celulosa, rodea las clulas vegetales.

    f ) Las clulas fotosintetizadoras tambin realizan la respiracin celular.

    g) Un desecho de la fotosntesis es el oxgeno.

    h) La respiracin celular y la fotosntesis son procesos a travs de los cuales se libera energa.

    i) Los azcares se sintetizan durante la fotosntesis.

    j) Los organismos hetertrofos no necesitan a los auttrofos para poder vivir.

    k) Para que se realice la respiracin celular es necesaria la presencia de oxgeno.

    l) Cuando una clula se divide por mitosis obtenemos dos clulas hijas diferentes entre s.

    Define los conceptos: glcidos, protenas, cidos nucleicos, lpidos, clula, nutricin auttrofa, nutricin hetertrofa y mitosis.

    Enumera las diferencias que existen entre las clulas eucariotas y procariotas.

    Qu funciones desempean los seres vivos?

    2

    3

    4

    1

    Busca informacin sobre el microscopio ptico y el microscopio electrnico y expn las diferencias entre ambos.

    INvEStIgA

    7

    Interpreta

    Identifica las imgenes. En la imagen se muestran distintas fases de la mitosis, seala en tu cuaderno cul es cada fase y los hechos ms relevantes que ocurren en cada una de ellas.

    Interpreta las microfotografas. En las siguientes imgenes de microscopa electrnica, identifica a qu orgnulo celular corresponden cada una de ellas.

    6

    5

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  • Componentes de los seres vivos 25

    ElaboraElabora. Copia en tu cuaderno y completa el siguiente cuadro:

    Copia y completa en tu cuaderno el siguiente cuadro, sealando la funcin de las estructuras celulares y las clulas a las que pertenecen:

    9

    8

    LocalizaLocaliza en los dibujos. Copia los siguientes dibujos en tu cuaderno y seala las diferentes estructuras celulares.

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    Componentes Funciones Ejemplos

    InorgnicosAgua

    Sales minerales

    Orgnicos

    Glcidos

    Lpidos

    Protenas

    cidos nucleicos

    Pared celular

    Membrana plasmtica

    Ribosomas

    Mitocondrias

    Cloroplastos

    R. endoplasmtico liso

    R. endoplasmtico rugoso

    Aparato de Golgi

    Lisosomas

    Vacuolas

    Centrosoma

    Ncleo

    Estructuras celulares Funciones Clula animal Clula vegetal

    2E Ciencias Naturaleza Ud01.indd 25 05/03/12 7:15