Chapter 1 1

Unidad 1Unidad 1

Profesora Marcela Escobar MProfesora Marcela Escobar M

Fisiología de los procesos vitales

Fisiología de los procesos vitales

Características de losseres vivos

- Estructura compleja y organizada. - Estructura compleja y organizada. - Responden a estímulos del ambiente.Responden a estímulos del ambiente.- Obtienen y usan materia y energía.Obtienen y usan materia y energía.

- Mantienen su ambiente interno – - Mantienen su ambiente interno – homeostasis.homeostasis.

- Crecen.- Crecen.

- Se reproducen.- Se reproducen.

- Evolucionan.- Evolucionan.

OH H

CH2OH

Niveles de organizaciónbiológica I

SubatómicoSubatómicoElectrónElectrónNeutrónNeutrónProtónProtón

NitrógenoNitrógenoCarbonoCarbonoHidrógenoHidrógeno OxígenoOxígeno

ADNADNGlucosaGlucosaAguaAgua

NúcleoNúcleoCloroplastoCloroplastoMitocondriaMitocondria

Célula nerviosaCélula nerviosa

AtómicoAtómico

MolecularMolecular

OrganeloOrganelo

CelularCelular

Niveles de organizaciónbiológica II

TejidoTejido TejidoNervioso

Cerebro

SistemaNervioso

Antílope

ÓrganoÓrgano

Sistema de órganosSistema de órganos

OrganismoOrganismo

Niveles de organizaciónbiológica III

PoblaciónRebaño de antílopes

Halcón

Agua

Superficieterrestre

Comunidad

Ecosistema

Biosfera

Antílopes

Halcón Pasto Antílopes SerpienteArbustos Suelo

Aire

Serpiente

Clasificando la diversidad de la vida

Dominios bacteria y archaea

• Procarióticos• Principalmente unicelulares

Dominio eukarya.

• Otros organelos.

• Son eucarióticos.• Células con membrana nuclear distinguible.

Chapter 1 7

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Clasificando la diversidad de la vida

• Reino protistaReino protista unicelularesunicelulares

• Reino fungiReino fungi multicelularesmulticelulares

• Reino plantaeReino plantae multicelularesmulticelulares

• Reino animaliaReino animalia multicelularesmulticelulares

Variaciones en la adquisición de energía

Plantae:• Captura energía luminosa.• La utiliza para fabricar alimento a partir del dióxido de carbono.• Autótrofos fotosintetizadores.

Los demás:• Consumen otros organismos para obtener alimento.• Algunos absorben partículas.• Otros ingieren a sus presas.• Heterótrofos.

A.A. Robert Hooke (1665) inventó la palabra Robert Hooke (1665) inventó la palabra célula, observando un trozo de corcho.célula, observando un trozo de corcho.

B. Robert Brown (1831) descubrió el B. Robert Brown (1831) descubrió el "nucleo“."nucleo“.

La historia de la teoría celularLa historia de la teoría celular

La historia de la teoría celularLa historia de la teoría celular

C. Theodor Schwann (1838) observando C. Theodor Schwann (1838) observando células animales en cartílago.células animales en cartílago.1. Las células son las partes elementales 1. Las células son las partes elementales

de plantas y animales.de plantas y animales.

D. Mattias Schleiden. Las células son las D. Mattias Schleiden. Las células son las bases fundamentales de la vida.bases fundamentales de la vida.

E. Virchow (1858). Toda célula proviene de E. Virchow (1858). Toda célula proviene de otra célula.otra célula.

La historia de la teoría celularLa historia de la teoría celular

F. Teoría celular:F. Teoría celular:1. Todos los seres vivos están formados 1. Todos los seres vivos están formados

por una o más células.por una o más células.2. La célula es la unidad básica 2. La célula es la unidad básica

estructural y funcional de los seres estructural y funcional de los seres vivos.vivos.

3. Toda célula proviene de otra célula 3. Toda célula proviene de otra célula preexistente.preexistente.

Microscopios

Células de Células de corcho de corcho de

HookeHooke

Microscopio Microscopio ópticoóptico

Microscopio Microscopio electrónicoelectrónico

Características de las células

A. Tamaño celularA. Tamaño celular1. 1 – 100 µm1. 1 – 100 µm

2. ¿Qué determina el tamaño de la célula?2. ¿Qué determina el tamaño de la célula?

a. La relación superficie – volumen. a. La relación superficie – volumen.

b. Distancia del centro de la célula a su b. Distancia del centro de la célula a su superficie.superficie.

Tamaños relativos

100 m

10 m

1 m

10 cm

1 cm

1 mm

100 m

10 m

1 m

100 nm

10 nm

1 nm

0.1 nm

Mic

rosc

opio

ele

ctró

nico

Mic

rosc

opio

de

luz

Vi

sibl

e a

sim

ple

vist

aM

. E.

espe

cial

es

Células Células eucarióticaseucarióticas

MitocondriaMitocondria

VirusVirus

ProteínasProteínas

ÁtomosÁtomos

Comparación de imágenes microscópicas

ParameciumParamecium

MicroscopioMicroscopioópticoóptico

MicroscopioMicroscopio electrónico de electrónico de

barridobarrido

Microscopio electrónicoMicroscopio electrónico de transmisión de transmisión

MicroscopioMicroscopio electrónico de electrónico de

barridobarrido

Características de las células

Tipos de célulasTipos de células

1. Procariótica — no tiene núcleo 1. Procariótica — no tiene núcleo organizado, ADN circular, ribosomas.organizado, ADN circular, ribosomas.

2. Eucariótica — de mayor tamaño, núcleo 2. Eucariótica — de mayor tamaño, núcleo organizado, cromosomas lineares, organizado, cromosomas lineares, organelos membranosos.organelos membranosos.

Célula procariótica indiferenciada

CápsulaCápsula

Pared Pared celularcelular

Membrana plasmática

CitosolCitosol

Nucleoide (ADN)Nucleoide (ADN)

FlageloFlagelo

Plásmido (ADN)Plásmido (ADN)

Estructura celular

A. Todas las células poseen una membrana A. Todas las células poseen una membrana plasmática, citoplasma y material plasmática, citoplasma y material genético.genético.1. La membrana plasmática tiene una 1. La membrana plasmática tiene una

bicapa de fosfolípidos, embebidos en bicapa de fosfolípidos, embebidos en glucoproteínas.glucoproteínas.a. Separa al citoplasma del medio. a. Separa al citoplasma del medio. b. Regula el movimiento molecular hacia y b. Regula el movimiento molecular hacia y

fuera de la célula.fuera de la célula.c. Permite interacción con otras células y el c. Permite interacción con otras células y el

medio. medio.

Estructura celularEstructura celular

2. Material genético— ADN, se encuentra 2. Material genético— ADN, se encuentra en el núcleo (célula eucariótica).en el núcleo (célula eucariótica).

3. Citoplasma—agua, sales, monómeros y 3. Citoplasma—agua, sales, monómeros y polímeros orgánicos.polímeros orgánicos.a. Contiene organelos.a. Contiene organelos.

B. Pared celular en células de plantas, B. Pared celular en células de plantas, células procarióticas y hongos.células procarióticas y hongos.1. Compuestas por polisacáridos.1. Compuestas por polisacáridos.2. Función: soporte, protección.2. Función: soporte, protección.

Función celular

A. Fabricación de proteínasA. Fabricación de proteínas

B. MetabolismoB. Metabolismo

Célula indiferenciada

CélulaanimalCélulaanimal

Célula vegetalCélula vegetal

NúcleoNúcleo

Aparato de Golgi

MitocondriaMitocondria

Retículoendoplasmático

CentríolosCentríolos CloroplastosCloroplastos

NucleolosNucleolos

RibosomasRibosomas

Vacuola central

R.E. lisoR.E. liso Pared celular

CélulaanimalCélulaanimal

Célula vegetalCélula vegetal

Célula indiferenciada

• Núcleo, es el centro de control Núcleo, es el centro de control de la célula.de la célula.a. Rodeado por membrana a. Rodeado por membrana

(envoltura nuclear).(envoltura nuclear).

b. Contiene nucleolos; sintetiza b. Contiene nucleolos; sintetiza ARN ribosomal.ARN ribosomal.

c. ADN en cromosomas (ADN y c. ADN en cromosomas (ADN y proteínas).proteínas).

Núcleo

El núcleoEl núcleo

NucleoloNucleolo

PorosPoros

CromatinaCromatina(cromosomas)(cromosomas) EnvolturaEnvoltura

nuclearnuclear

Núcleo: microfotografía electrónica de célula de levadura

Membrana plasmática

NúcleoNúcleo

PorosPorosnuclearesnucleares

Cromosomas

NucleolosNucleolos

NúcleoNúcleo

Pared celular

CromosomasCromosomas

Retículo endoplasmático y ribosomasRetículo endoplasmático y ribosomas El retículo endoplasmático, consiste El retículo endoplasmático, consiste

de membranas plegadas adosadas al de membranas plegadas adosadas al núcleo.núcleo.a. Rugoso (RER) es el lugar de síntesis y a. Rugoso (RER) es el lugar de síntesis y

secreción de proteínas.secreción de proteínas.b. Liso (REL), síntesis de lípidos.b. Liso (REL), síntesis de lípidos.

Los ribosomas unen aminoácidos Los ribosomas unen aminoácidos monoméricos para formar cadenas monoméricos para formar cadenas polipeptídicas.polipeptídicas.a. Asociado con el RE.a. Asociado con el RE.b. Formado por ARN y proteínas.b. Formado por ARN y proteínas.

RibosomasRibosomas

Vesículas

Retículo endoplasmático

Retículo endoplasmático rugoso vs. RE liso

Retículo endoplasmático rugoso

Retículo endoplasmático rugoso

RibosomasRibosomas

Retículo endoplasmático liso

Retículo endoplasmático liso

Ribosomas

• Aparato de Golgi (dictiosomas) son Aparato de Golgi (dictiosomas) son sacos membranosos asociados con sacos membranosos asociados con el RE.el RE.a. Procesamiento y transporte de a. Procesamiento y transporte de

proteínas y lípidos.proteínas y lípidos.b. Síntesis y transporte de polisacáridos.b. Síntesis y transporte de polisacáridos.

• Los lisosomas, derivados del Golgi Los lisosomas, derivados del Golgi son vesículas que contienen enzimas son vesículas que contienen enzimas digestivas. digestivas.

El aparato de Golgi y los lisosomas

El aparato de Golgi

Vesículas Vesículas deldelRERE

Vesículas que se separan del aparato

de Golgi

El flujo de la membrana

LisosomaLisosoma

Se separan del Se separan del GolgiGolgi

AparatoAparato

de Golgide GolgiRetículoRetículoendoplasmáticoendoplasmático

Hacia elHacia elGolgiGolgi

VacuolasVacuolasVacuolasVacuolas

a. a. En plantas grandes, espacios llenos de agua (savia En plantas grandes, espacios llenos de agua (savia celular).celular).

b. Pueden ocupar sobre el 90% del volumen celular.b. Pueden ocupar sobre el 90% del volumen celular.

c. Rodeadas por tonoplastos (una membrana simple).c. Rodeadas por tonoplastos (una membrana simple).

d. Funciones:d. Funciones:1)1) Almacenamiento de rojo/azul antocianinas, Almacenamiento de rojo/azul antocianinas, ácidos, sales, desechos.ácidos, sales, desechos.

2) Mantienen presión celular (presión de turgencia) 2) Mantienen presión celular (presión de turgencia) la planta se marchita cuando sus células pierden la planta se marchita cuando sus células pierden presión de turgencia.presión de turgencia.

a. a. En plantas grandes, espacios llenos de agua (savia En plantas grandes, espacios llenos de agua (savia celular).celular).

b. Pueden ocupar sobre el 90% del volumen celular.b. Pueden ocupar sobre el 90% del volumen celular.

c. Rodeadas por tonoplastos (una membrana simple).c. Rodeadas por tonoplastos (una membrana simple).

d. Funciones:d. Funciones:1)1) Almacenamiento de rojo/azul antocianinas, Almacenamiento de rojo/azul antocianinas, ácidos, sales, desechos.ácidos, sales, desechos.

2) Mantienen presión celular (presión de turgencia) 2) Mantienen presión celular (presión de turgencia) la planta se marchita cuando sus células pierden la planta se marchita cuando sus células pierden presión de turgencia.presión de turgencia.

Vacuolas contráctiles

1111

2222

Paramecium sp.

Depósito expulsando agua

Depósito lleno con agua

Vacuola central

Vacuolacentral Pared celular

Cito

plas

ma

Cito

plas

ma

Célula vegetal normal Escasa de agua

Espacio entre la pared y la mambrana celular

Normal

Privada de soporte de agua

Mitrocondrias

Utilizan energía almacenada en las moléculas de alimento para producir ATP.

Proporcionan la energía necesaria para el funcionamiento celular (respiración).

Bolsas redondas, ovaladas o cilíndricas, formadas Bolsas redondas, ovaladas o cilíndricas, formadas por un par de membranas.por un par de membranas.

Membrana exterior lisa –membrana interior forma Membrana exterior lisa –membrana interior forma pliegues (crestas).pliegues (crestas).

Compartimento intermembranas.Compartimento intermembranas.

Matriz.Matriz.

Utilizan energía almacenada en las moléculas de alimento para producir ATP.

Proporcionan la energía necesaria para el funcionamiento celular (respiración).

Bolsas redondas, ovaladas o cilíndricas, formadas Bolsas redondas, ovaladas o cilíndricas, formadas por un par de membranas.por un par de membranas.

Membrana exterior lisa –membrana interior forma Membrana exterior lisa –membrana interior forma pliegues (crestas).pliegues (crestas).

Compartimento intermembranas.Compartimento intermembranas.

Matriz.Matriz.

Mitocondrias

CrestasMatriz

Membrana exterior

Membrana interior

Asociados a la fotosíntesis.Asociados a la fotosíntesis.

Rodeados por una doble membrana.Rodeados por una doble membrana.

Desempeñan diversas funciones.Desempeñan diversas funciones.

Almacenan pigmentos.Almacenan pigmentos.

Guardan productos fotosintéticos.Guardan productos fotosintéticos.

Plástidios

Plástidios

DobleDoblemembranamembrana

Gránulos de almidón

Son plástidios altamente especializados.Son plástidios altamente especializados. Realizan la fotosíntesis.Realizan la fotosíntesis. Verdes –contienen el pigmento clorofila.Verdes –contienen el pigmento clorofila. Estroma / grana (tilacoides).Estroma / grana (tilacoides). Tienen su propio ADN y ribosomas.Tienen su propio ADN y ribosomas. Se autorreplican.Se autorreplican. Más de 100 por célula.Más de 100 por célula.

Mitocondrias y plástidios dieron base a la Mitocondrias y plástidios dieron base a la hipótesis endosimbiótica.hipótesis endosimbiótica.

Cloroplastos

CloroplastosCloroplastos

Tilacoides

Membrana exterior

Membrana interior

Una grana

Estroma

Citoesqueleto. Los organelos están Citoesqueleto. Los organelos están unidos a una red de fibras protéicas unidos a una red de fibras protéicas (microfilamentos, filamentos (microfilamentos, filamentos intermedios, microtúbulos).intermedios, microtúbulos).

1. Forma celular.1. Forma celular.2. Movimiento celular.2. Movimiento celular.3. Movimiento de organelos.3. Movimiento de organelos.4. División celular.4. División celular.

Citoesqueleto

Citoesqueleto

Microtúbulos

Microfilamentos

Filamentos intermedios

Subunidades de actina

Subunidades de tubulina

Retículo endoplasmático

Mitocondria

Membrana plasmática

Cilios y flagelos Cilios y flagelos

Son delgadas extensiones de la Son delgadas extensiones de la membrana plasmática.membrana plasmática.

Cada cilio y flagelo contiene un anillo de Cada cilio y flagelo contiene un anillo de nueve pares fusionadas de microtúbulos, nueve pares fusionadas de microtúbulos, con un par no fusionado en el centro.con un par no fusionado en el centro.

Ayudan el movimiento de organismos Ayudan el movimiento de organismos simples.simples.

Cilios y flagelos

Membrana celular

par fusionado de microtúbulos

Cuerpo basal

Paramecium

Partes del flagelo

Par fusionado

Membrana celular

Brazos proteicos

Par central no fusionado

Tripletes de microtúbulos

Cuerpo basalCuerpo basalCorte del Corte del cuerpo cuerpo basalbasal

Movimiento del flagelo

Movimiento ondulatorio y propulsión continua

Dirección de locomoción Propulsión del agua

Microfotografía Microfotografía con microscopio con microscopio electrónico de electrónico de barrido de un barrido de un espermatozoide y espermatozoide y un óvulo humanoun óvulo humano

Movimiento del cilio

Brazada de potencia Brazada de retornoPropulsión del fluido

Microfotografía Microfotografía con microscopio con microscopio

electrónico de electrónico de barrido de un ciliobarrido de un cilio

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FECUNDACIONOocito en

metafase II

Se completa la meiosis II

Replicación DNA

Mitosis

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