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Guía de estudio: Introducción a la ESTRUCTURA CELULAR y su diversidad. 1. Explicar las diferencias entre un microscopio óptico y un electrónico en cuanto a su poder de magnificación y de resolución. ¿Con cuál de ellos es posible observar células vivas? → MO Microscopía: dos parámetros importantes son la magnificación o aumento y el poder de resolución. La magnificación en microscopía es la relación de la imagen del objeto con su tamaño real. La resolución es una medida de la definición de la imagen; es la mínima distancia entre 2 puntos de manera que se puedan distinguir como 2 objetos separados. Microscopio óptico (MO): la luz visible atraviesa el preparado y luego las lentes de vidrio. La lente refracta (desvía) la luz, de manera que la imagen del espécimen se magnifica cuando se proyecta hacia el ojo, sobre una película fotográfica o hacia una pantalla de video. No puede resolver detalles inferiores a 0,2 micrómetros (µm) o 200 nanómetros (nm), el tamaño de una pequeña bacteria. Pueden aumentar hasta alrededor de 1000 veces el tamaño real del espécimen. La mayor parte de las estructuras subcelulares, orgánulos, son demasiado pequeños para la resolución del MO. Tiene ciertas ventajas, especialmente para el estudio de células vivas. Microscopio electrónico (ME): enfoca un haz de electrones sobre la superficie del espécimen o a través de este. Los haces de e- tienen longitudes de onda muchos más cortas que la luz visible. Pueden alcanzar, en teoría, una resolución de 0,002 nm, pero el límite práctico en el caso de las estructuras biológicas es generalmente de alrededor de 2 nm. Es 100 veces mejor que el microscopio óptico. Revelan muchos orgánulos que escapan a la resolución del MO. Una desventaja del ME es que los métodos que se utilizan para preparar el espécimen matan a las células. En todas las técnicas microscópicas, la preparación del espécimen puede introducir artefactos, características estructurales que se ven en las microfotografías que no existen en la célula. Existen 2 tipos básicos de microscopios electrónicos: • Microscopio electrónico de barrido (MEB): es especialmente útil para los estudios detallados de la superficie de un espécimen. Tiene una gran profundidad de campo, que produce una imagen que parece como 3D. El haz de e- barre la superficie de la muestra que previamente se ha cubierto con una delgada película de oro. El haz excita a los electrones de la superficie de la muestra y estos electrones secundarios son detectados por un aparato que transforma el patrón de e- en una señal electrónica que se proyecta en una pantalla. El resultado es una imagen de la topografía del espécimen. • Microscopio electrónico de transmisión (MET): se utiliza para estudiar la ultraestructura interna de las células. Emite un haz de e- que atraviesa una sección muy delgada del espécimen. Es necesario teñir el espécimen con átomos de metales pesados, que se adhieren a ciertas estructuras celulares y aumentan así la densidad electrónica de algunas partes de la célula en relación a otras. Los e- que atraviesan el espécimen se dispersan más en las regiones más densas, de modo que se transmiten menos e-. La imagen se crea mediante el patrón de e- transmitidos. 2. Nombrar los principios de la teoría celular y explicar a través de qué observaciones fue posible afirmar que las células provienen de otras células. 3. Comparar y contrastar las principales características que diferencian a las células procariotas de las eucariotas. Identificar las características comunes. Eucariota Procariota Membrana plasmática Dentro hay una sust. Semilíquida, el citosol, en la cual se encuentran los orgánulos. SI SI Cromosomas Dentro se encuentran los genes en forma de DNA SI Se encuentran dentro del núcleo (orgánulo delimitado por una membrana). SI El DNA se encuentra concentrado en el nucleoide pero ninguna membrana separa esta región del resto de la célula. Ribosomas Diminutos orgánulos que fabrican proteínas de acuerdo con las instrucciones de los genes. SI SI Núcleo SI Núcleo limitado por una envoltura nuclear membranosa. NO TIENE Citoplasma La región que se encuentra entre el núcleo y la membrana plasmática. SI Dentro del citoplasma, suspendidos en el citosol hay una variedad de orgánulos delimitados por membranas, de forma y función especializada. NO El término se utiliza también para definir el interior de la célula procariota. Tamaño Generalmente más grandes. Más pequeñas. 4. Identificar y explicar las distintas formas que pueden presentar las bacterias. Indagar y mencionar al menos 1 especie de cada una de dichas formas (considerar las normas de nomenclatura de las especies al escribir sus nombres). 5. Identificar la ubicación y función de la pared celular de las bacterias. 6. Comparar y contrastar las paredes celulares de las bacterias Gram positivas y Gram negativas en términos de estructura y tinción de Gram. 7. Deducir por qué los medicamentos dirigidos a la pared celular de las bacterias generalmente no tienen efectos (o mínimos) en las células eucariotas. 8. ¿Cuáles son las diferencias en la pared celular y la membrana plasmática entre arqueas y bacterias? 9. Describir el contenido del citoplasma de células animales y vegetales. Identificar las estructuras exclusivas de cada tipo celular. En células animales pero NO en las vegetales: • Lisosomas • Centríolos • Flagelos (también en algunos gametos de plantas). En células vegetales pero NO en las animales: • Cloroplastos • Vacuola central y tonoplasto • Pared celular • Plasmodesmas CÉLULA ANIMAL Membrana plasmática: rodea a la célula Ribosomas: orgánulos no membranosos (pequeños puntos marrones) que producen proteínas; libres en el citoplasma o unidos al RE rugoso o a la envoltura nuclear. Aparato de Golgi: orgánulo activo en la síntesis, modificación, secreción y selección de productos celulares. Mitocondria: orgánulo en el que se produce la respiración celular y se genera la mayor parte del ATP. Peroxisoma: orgánulo con varias funciones catabólicas especializadas; produce dióxido de hidrogeno. Vellosidades: se presentan en el área superficial de la célula. Citoesqueleto (microtúbulos, filamentos intermedios y microfilamentos): refuerza la fórmula de la célula, tiene funciones en el movimiento celular, sus componentes están constituidos por proteínas Centrosoma: región donde comienzan los microtúbulos de la célula; una célula animal contiene un par de centríolos. Retículo endoplasmático (RE rugoso y RE liso): red de sacos y tubos membranosos; activo en la síntesis de membranas y otros procesos sintéticos y metabólicos; posee regiones rugosas (recubiertas con ribosomas) y regiones lisas. Envoltura nuclear: doble membrana que encierra el núcleo; perforada por poros, se continúa con el RE. Nucléolo: orgánulo no membranoso implicado en la producción de ribosomas; un núcleo tiene uno o más nucléolos. Cromatina: material constituido por DNA y proteínas; visible como cromosomas individuales en una célula en división. Lisosoma: orgánulo digestivo donde se hidrolizan las macromoléculas. Centríolo: se ubica dentro del centrosoma (se desconoce su función). Flagelo: orgánulo de locomoción presente en algunas células animales; compuesto por microtúbulos envueltos en una membrana. CÉLULA VEGETAL Envoltura nuclear Nucléolo Cromatina Centrosoma: región donde comienzan los microtúbulos de la célula; las células vegetales carecen de centríolos. Aparato de Golgi Mitocondria Peroxisoma Membrana Plasmática Retículo endoplasmático (rugoso y liso) Ribosomas Microfilamentos Filamentos intermedios Microtúbulos Pared celular: capa exterior que mantiene la forma dela célula y la protege del daño mecánico; constituida por celulosa, otros polisacáridos y proteínas. Plasmodesmas: canales a través de las paredes celulares que conectan el citoplasma de células adyacentes. Cloroplasto: orgánulo fotosintético; transforma la energía de la luz solar en energía química almacenada en moléculas de hidratos de carbono. Vacuola central: orgánulo prominente en las células vegetales más viejas, sus funciones incluyen el almacenamiento, la degradación de productos de desecho, la hidrólisis de NÚCLEO NÚCLEO CITOESQUELETO macromoléculas; el agrandamiento de la vacuola es el principal mecanismo de crecimiento de la planta. Tonoplasto: membrana que encierra a la vacuola central. 10. Identificar y contrastar la forma y ultraestructura de diferentes tipos celulares que conforman un organismo animal. Idem, para uno vegetal. 11. ¿Qué estructuras celulares se relacionan con el mantenimiento de la forma tanto en procariotas como en eucariotas? Considerar bacterias, arqueas, protistas, hongos, animales y plantas. 12. ¿Cómo se reconocen las levaduras y los hongos filamentosos? Cuestionario de opciones múltiples: Introducción a la ESTRUCTURA CELULAR 1. ¿Cuáles estructuras se encuentran en todos los tipos de células? a. Membrana celular y pared celular b. Pared celular y ribosomas c. Ribosomas y membrana celular 2. ¿Qué organelas se encuentran sólo en células vegetales y en protistas fotosintéticos? a. Cloroplastos b. Mitocondrias c. Núcleo 3. ¿Qué es incorrecto en la siguiente imagen de una célula vegetal? a. Las plantas no contienen mitocondrias b. Las mitocondrias y cloroplastos se etiquetaron al revés c. El núcleo fue incorrectamente marcado 4. ¿Cuál de las siguientes en una función de la membrana celular? a. Soporte celular b. Control del ingreso y egreso de materiales c. Reserva de agua 5. ¿Qué se produce en los ribosomas? a. Proteínas b. Azúcares c. CO2 6. ¿Qué rodea y otorga forma y soporte a las células bacterianas? a. La membrana plasmática y la pared celular b. La pared celular c. La membrana plasmática 7. ¿Cuáles de las tres estructuras del diagrama de una célula bacteriana es posible encontrar en una célula de hongo? a. Membrana celular, molécula de ADN circular, ribosomas b. Pared celular, ribosomas, membrana celular c. Membrana celular, pared celular, plásmidos 8. ¿cuál de las siguientes estructuras está presente en bacterias, hongos y plantas pero no en células animales? a. ADN b. Pared celular c. Membrana celular 9. El diagrama siguiente muestra una célula. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta? a. Es una célula bacteriana, 1 es la pared celular y 2 una mitocondria b. Es una célula fúngica, 1 es la pared celular y 2 es una mitocondria c. Es una célula vegetal, 1 es la pared celular y 2 es un cloroplasto Respuestas: 1- opción c, 2-opción a, 3-opción c, 4-opción b, 5-opción a, 6-opción b, 7-opción b, 8opción b, 9-opción b
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