organizaciÓn celular seres vivos

1

ORGANIZACIÓN CELULAR DOS SERES VIVOS

I.E.S. AS TELLEIRASBioloxía e xeoloxía

1º bachalerato

2

3

Organización celular dos seres vivos

A mediados do século XVII constrúense os primeirosmicroscopios

Aparecen novos organismos descoñecidos anteriormente, e se modifican as ideas que existían sobre a estructura e funcionamento das células

4

5

A teoría celular:

O nacemenrto desta teoría e a súa evolución dependeron do desenvolvemento do microscopio e as técnicas de observación.Dende o primeiro microscopio ata a formulación da teoría celular foron necesarias moitas observacións microscópicas

6

Primeiras observacións:Robert Hooke(1637-1703)

Publica “ micrographia” utiliza por 1ª ver o termo “ célula”

7

Primeiras observacións:Anton van Leeuwenhoek

(1632-1723)

8

Antonie van Leeuwenhoek.Missive, March,3,1682,to Robert Hooke: Erythrocytes, Red bloodcells in the blood of a Salmon, containing "bubbles" and surrounded by a halo (this is a first description of the cell-nucleus).First image of Bloodcells

9

O establecemento da teoría celular:

A ppios. do século XIX profesionalízase a investigaciónmellora o poder de resolución dos microscopios: pasa de 10 μm a 0,25 μm,

Esto permite formular a teoría celular

10

TEORÍA CELULAR:

Foi formulada por 1º vez polo botánico M. J. Schleiden (1838) e zoólogo T. Schwann(1839) EN TRABALLOS INDEPENDENTES.

“A célula constitúe a unidade morfolóxicae funcional dos seres vivos: son ao tempoo soporte estructural e a sede dos procesos metabólicos dos seres vivos”

Nas súas publicacións defendían que :

11

Teoría celular:¿De onde xurden as células?:

“Omnis cellula e celula”

Rudolph Virchow

(1855)

12

Teoría celular: principios básicos

A célula é a unidade estructural dos seres vivos.A célula é a unidade funcional dos seres vivos.Toda célula provén doutra célula preexistente.

13

Teoría celular: dúbidas

Durante 50 anos mantívos a dúbida sobre a estructura celular do tecido nervioso: aparentaba ser unha rede contínua:

Foi Santiago Ramón y Cajal(1852-1934) o que demostróua individualidade das célulasnerviosas

Santiago Ramón y Cajal, premio Nobel de Fisioloxía e Mediciña en 1906

14

O microscopio electrónico:Fabricouse o 1º en 1934. A súa vantaxe é o poder de resolución: 200 maior co do microscopio óptico

Mitocondria 34000x

15

Citoloxía: a célula como unidade estructural

Estructuralmente podemos dividir dous tipos de células:

1. PROCARIOTAS

carecen dun núcleo

16

Citoloxía: a célula como unidade estructural

2. EUCARIÓTICAPresenta un núcleo verdadeiro

17

Citoloxía:Nunha célula podemos diferenciar:

1. Membrana plasmática 2. citoplasma

2.1hialoplasma

2.2. orgánulos

2.2.1.Non membranosos:

-citoesqueleto,

-centrosoma

2.2.2. membranosos:

-RER e REL.

-Ap. De Golgi

- lisosomas

-Mitocondrias

- núcleo

18

Citoloxía:

19

Citoloxía:

20

Citoloxía: célula vexetal

21

Citoloxía: célula animal

22

Citoloxía: formas celulares

23

Citoloxía: célula vexetal

24

Citoloxía: célula vexetal

25

Citoloxía: célula vexetal, cloroplastos

26

A CÉLULA COMO UNIDADE FUNCIONAL

As células son estructuras DINÁMICAS, en cambio contínuo

Este cambio débese ás reaccións químicas que se producen no seu interior:

METABOLISMO

O metabolismo permítelle ás células manter constante a súa composición malia os cambios ambientais

27

Nas células hai dous tipos básicos de procesos metabólicos:

Os de construcción ou ANABÓLICOS:

Os de destrucción ou CATABÓLICOS:

Son os procesos polos quea célula fabricas os seus propios compoñentes, a partirde substancias químicas ouNutrientes, procedentes doexterior

O ANABOLISMO ouBIOSÍNTESE é un proceso que requireenerxía

Procede de dúas fontes:1. A radiación solar,

2. Compostos químicos

son o conxunto de procesos mediante os que os compostosquímicos rómpense en compoñentes máis sinxelos, liberando a enerxíacontida nos seus enlaces químicos

Esta enerxía é utilizable:-No anabolismo,-No movemento celular,-No transporte a través damembrana

28

Esquema xeral do metabolismo

29

O ATPÉ un nucleótido

Adenina+ribosa+tres grupos fosfato

Os enlaces entre os grupos fosfato son enlaces deALTA ENERXÍA:

son inestables e liberan unha grande cantidade deenerxía ao seren hidrolizados

Formado por

No que

ADENOSÍN TRIFOSFATO

30

31

ATP → ADP + PiE

a. hidrólise

b. formación

ADP + Pi → ATP

E

32

INTERCAMBIO DE MATERIA:

Tódalas células necesitan incorporar nutrientes do medio e eliminar refugallos:

Segundo o tipo de nutrientes que incorporan do medio as células, podemos diferenciar dous tipos de nutrición:

N. AUTÓTROFA:Fabrican materia orgánicaa partir de nutrientes inorgánicos sinxelos,como CO2 e H2Oprocedentes do medio

N. HETERÓTROFA:Necesitan incorporar do medio amateria orgánica elaborada poroutros organismos

33

TRA

NSP

OR

TE A

TR

AVÉ

S D

A M

EMB

RA

NA

A membrana plasmática é unha BARREIRA SELECTIVA

As moléculas pequenas atravésana por:

As moléculas grandes fanno por:

difusión ósmose Transporte activo

ENDOCITOSE

fagocitose pinocitose

* exocitose

(Transporte pasivo)

34

Transporte a través das membranas: Molécul as p equ ena s

Difusión:

Se temos dúas disolucións diferentes, separadas por unha membrana PERMEABLE:

Os solutos desprázanse ata acadar unha concentraciónINTERMEDIA

• O desprazamento é desde [c] → ↓ [c]

• Para as moléculas pequenas a m. p. compórtase como unha membrana permeable.

• NON SE CONSOME ENERXÍA

35

36

Transporte a través das membranas:M

olécul as p equ ena sÓSMOSE

Se temos disolucións diferentes, separadas por unha membrana SEMIPERMEABLE:

( QUE SÓ DEIXA PASAR AUGA)

A auga pasa da disolución coa [c] + diluída (hipotónica)cara á disolución coa [c] máis alta (hipertónica).este desprazamento continúa ata que ambas concentracións se igualan ( isotónicas)

Este proceso denomínase ÓSMOSE, e a presión necesaria para contrarrestala é a presión osmótica.

NON CONSUME ENERXÍA.

A membrana plasmática compórtase como unha m. semipermeable

37

38

Transporte a través das membranas: Molécul as p equ ena s

TRANSPORTE ACTIVO

-As moléculas son transportadas CONTRA GRADIENTE, e dicir, dende a [c] máis baixa ata a [c] máis alta.

- este proceso CONSUME ENERXÍA ( ATP),

- Para realizarse é necesaria a participación de proteínas de membrana chamadas bombas

39

Transporte a través das membranas: Partí cula s de gran tamaño

As bacterias, restos celulares ou macromóléculas non poden atravesa-la membrana:

Esta afúndese, engloba a partículae forma unha vesícula que se incorporaao citoplasma: ENDOCITOSE

Se engloba partículas sólidas: FAGOCITOSE

Se engloba líquidos: PINOCITOSE

40

41

Obtención de materia orgánica:

Hai dúas formas:

Cél. VexetaisAlgas

moitos microorganismos

Cél. Animais,Fungos,

Moitos microorganismos

autótrofos heterótrofos

42

Nutrición autótrofa: a fotosíntese

A fotosíntese é un proceso anabólico, no que se utiliza a enerxía da luz solar como fonte de enerxía, que é captada polos cloroplastos, para sintetizar materia orgánica a partir de moléculas inorgánicas sinxelas.

Nas células eucariotas autótrofas ten lugar nos cloroplastos e nos outros plastos.

Podémola dividir en dúas fases:

1. Fase luminosa e

2. Fase escura

43

Nutrición autótrofa: a fotosíntese1. Fase luminosa:

- ocorre na membrana dos tilacoides.

se realiza en presencia de luz.

- a luz úsase para:

a. rompe-las moléculas de auga: H2O→1/2 O2+2H+

+e-

b. empuxa-los e- pola cadea transportadora de electróns ata o aceptor final.

c. a enerxía liberada é almacenada en forma de ATP

* Libérase O2 molecular

44

Nutrición autótrofa: a fotosíntese

2. Fase escura:

-Ocorre no estroma ou matriz do cloroplasto,

- o ATP e os H+ utilízanse par transforma-lo CO2, pobre en enerxía, en materia ORGÁNICA, rica en enerxía (glicosa)

- pode realizarse na escuridade

45

Nutrición autótrofa: a fotosíntese

46

Nutrición autótrofa: a fotosíntese

A materia orgánica formada vaise usar:

a. No ANABOLISMO, para a síntese dos compoñentes celulares ou para ser almacenada

b. No catabolismo, como combustible para obte-la enerxía necesaria para actividade celular

47

Nutrición heterótrofa

As células heterótrofas incorporan do medio moléculas orgánicas complexas.

Para poder ser utilizadas como fonte de enerxía é necesario obte-los monómeros que as forman ( glicosa, ac. Graxos…)

É necesaria unha HIDRÓLISE ou DIXESTIÓN CELULAR.

Nas células eucariotas este procesp é realizado polos LISOSOMAS

48

OBTENCIÓN DE ENERXÍA A PARTIR DA MATERIA ORGÁNICA:

Nas células parte de m.o. vai ser usada como combustible celular:

*Independientemente da forma na que foi obtida

A súa oxidación (combustión) libera enerxía, utilizada para sintetizar ATP

Este proceso pódese facer de dúas maneiras:

RESPIRACIÓN CELULAR FERMENTACIÓNS

49

A respiración celular:

Ecuación global:C6H12O6 + O2 + ADP + Pi → CO2 + H2O + ATP + calor

Este proceso nas células ten lugar a través dunha secuencia de reaccións químicas nas que o osíxeno actúa como aceptor final dos hidróxenos ( H+, e- ).

Este proceso recibe o nome de respiración celular ou metabolismo aeróbico

50

A respiración celular: 1ª etapaTen lugar no hialoplasma

A glicosa (6C) transfórmase en moléculas orgánicas máis sinxelas ( 3C)

Non se utiliza osíxeno

Produce pouca cantidade de enerxía

51

A respiración celular: 2ª etapaTen lugar na matriz mitocondrial

A m. o. (3C) procedentes da 1ª fase segue a ser oxidada ata transformarse en m. inorgánica.

Tampouco participa o osíxeno

Prodúcese enerxía, pero en pequena cantidade.

52

A respiración celular: 3ª etapaTen lugar na membrana mitocondrial interna

Os e- procedentes das oxidacións anteriores entran nunha cadea transportadora de electróns.

O aceptor final destes elctróns ( e os ptrotóns que os acompañan e o osíxeno, formándose auga.

A enerxía liberada nas sucesivas oxidacións utilizase para sintetizar ATP

53

A respiración celular:

54

Fermentacións:É un proceso catabólico de degradación de compostosorgánicos, para obter ATP

As fermentacións teñen en común:-Non se utiliza o osíxeno nin ningún outro aceptor externo de e-- o producto final é materia orgánica ( etanol, ac. Láctico,…)- o rendemento enerxético é menor ca na respiración

- Anaerobios estrictos: a fermentación é a única posibilidade de obter enerxía.

- anaerobios facultativos: é unha alternatica ante a falta de osíxeno ( ex.: cel. Musculares)

55

AS BACTERIAS:Son organismos microscópicos de aspecto moi variable:

-bacilos,

-Cocos,

-espirilos

Estructura básica:

- Mb. Plasmática rodeada dunha cápsula,

-AUSENCIA DE NÚCLEO,

- unha molécula de ADN, normalmente circular

56

As bacterias:Outras diferencias:

1- carecen de orgánulos de membrana:(RE, ap. De Golgi, mitocondrias)2- carecen de citoesqueleto,3- normalmente o seu tamaño é moito máis pequeno

A pesar desto, dispoñen de todo o equipamento necesarioPara o seu automantemento e a reproducción

57

A nutrición das bacterias:Poden ser:

Heterótrofas: autótrofas

Hai formas diferentes de consegui-la m.o.:

-parasitas,

-Simbiontes,

-saprobiontes

-fotosintéticas,

-quimiosinteticas

58

A orixe das células:

Segundo o rexístro fósil:

Hai 3.800 m.a.Existían células

bacterianas

É probable que o primeiro ser vivo aparecese antes, hai uns 4.000 m.a.

59

A orixe das células: características dos 1os

organismos

As protocélulas Organismos hipótéticosdos que non temos datos

Debían ter polo menos:

Unha membrana

Unha organización interna

Responsable do automantemento

Incluso as células máis simple posúen unha organizacióncomplexa, o modo como se chegou a ela desde as macromoléculas aínda hoxe é descoñecido:

60

A orixe das células: características dos 1os

organismosO que si sabemos son algunhas características que debían ter eses primeiros seres vivos:

Entre as macromoléculas das Protocélulas debían esta-losÁCIDOS NUCLEICOS

Son moléculas con capacidade de REPLICACIÓN

Conteñen a información necesaria para que se poidan sintetiza-las proteínas (entre eles as enzimas)

METABOLISMO

anque rudimentario, é necesario o metabolismo

Ex.: a duplicación dos ac. Nucleicos é un proceso metabólico para o que se necesitan enzimas

61

A orixe das células:¿ que foi 1º, o Ac. Nucleico ou a proteína?

1º- o ARN foi o que controlaba funcionalmente as primeiras células: poden actuár como catalizadores (ribozimas)2º- o ARN é substituído polo ADN como portador da información ( é máis estable) e polas proteínas como catalizador ( son máis eficaces)

Hipótese máis aceptada:

62

A orixe das células:¿ que foi 1º, o Ac. Nucleico ou a proteína?

63

A orixe das células: o metabolismoSegundo a hipótese comunmente aceptada:

Os 1º organismos foron HETERÓTROFOS e ANAEROBIOS, que obtiñan a enerxía mediante FERMENTACIÓNS

(Obtiñan o seu alimento da sopa primordial, e na atmósfera non había osíxeno)

ao esgotarse os nutrientes orgánicos dispoñibles ( de orixe abiótico

OS ORGANISMOS CAPACITADOS PARA SINTETIZA.LOS SEUS PROPIOS COMPOÑENTES E UTILIZAR FONTES ALTERNATIVAS DE ENERXÍA SOBRAVIRIAN CON MÁIS FACILIDADE:

HAI 3.500 m.a. apareceron os AUTÓTROFOS FOTOSÍTÉTICOS

64

A orixe das células: o metabolismoHAI 3.500 m.a. apareceron os AUTÓTROFOS FOTOSÍTÉTICOS

EFECTOS:1. CAMBIOS NA ATMÓSFERA: ↑[O2] e aparición do O3

2. Como consecuencia protección contra U.V.

3. Posibilidade para a aparición do METABOLISMO AEROBIO (máis eficaz)

65

A orixe das células:Apareceron hai uns 2.000 m.a.

TEORÍA ENDOSIMBIONTE:

Lynn Margulis

66

Os virus: Son partículas de menor tamaño cás bacterias.Constan de: - ac. Nucleico ( ADN ou ARN)- CÁPSIDE: envoltura proteica ( formada por capsómeros)Envoltura (como unha m. p. so nalgúns virus)SON PARÁSITOS OBRIGATORIOS

ciclo lítico dun bacteriófago