_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ b) Botánica Fanerogámica: Fanerogámica: Estudia las plantas con semillas, se subdivide en: Gimnospermas: Estudia las plantas con semillas desnudas, por · ejemplo las Coníferas. Angiospermas: Estudia a las plantas con semillas cubiertas, por · ejemplo las Rosáceas.
TEMA 1 LA BIOLOGÍA
3. Microbiología: Estudia a los microorganismos, se subdivide en: a) Bacteriología: Estudia a las bacterias. b) Micología: Estudia a los hongos. c) Virología: Estudia a los virus.
La Biología es la ciencia de la vida. Es una ciencia porque se basa en la observación de la naturaleza y la experimentación para explicar los fenómenos relacionados con la vida. En su sentido más amplio significa el estudio de todos los seres vivos considerando su forma, estructura, fisiología, ciclo reproductivo, forma de vida, y su relación con el medio ambiente. Es importante tener en cuenta que la biología abarca diversos campos de estudio que, muchas veces, son considerados como disciplinas o subdisciplinas. La biología según el tipo de organismo que estudia se divide en: zoología, botánica y microbiología.
Materia viva: es una forma especial de materia que posee todas las propiedades de la materia en general (físicas y químicas), y también posee propiedades particulares llamadas propiedades biológicas. Aunque no intentemos limitar la vida a una definición simple, si podemos identificar al mundo viviente y separarlo del inanimado, es fácil reconocer que un roble, una mariposa y un cordero están vivos, en tanto que las rocas no lo están, pese a su diversidad, los organismos que habitan el planeta comparten un conjunto de características que los diferencian de los inanimados. Por tal motivo, la vida puede definirse como todas las características que poseen los seres vivos, como un tipo preciso de organización; capacidad de crecer y desarrollarse; metabolismo autorregulado; capacidad de realizar movimiento, reaccionar a estímulos, reproducción y adaptación al cambio ambiental.
1. Zoología: Estudia a los animales invertebrados y vertebrados, se subdivide en:
a)
Invertebrados: Estudia a los animales que no tienen columna vertebral. · Protozoología: Estudia a los protozoos. · Malacología: Estudia a los moluscos. · Entomología: Estudia a los insectos. · Aracnología: Estudia a los arácnidos. · Carcinología: Estudia a los crustáceos. · Helmintología: Estudia a los gusanos (helmintos).
Características de los seres vivos 1. Complejidad y organización: En los seres vivos, encontramos una jerarquía de niveles que incluyen en orden de complejidad ascendente macromoléculas, células, especies y poblaciones. Cada nivel se organiza sobre el inmediatamente inferior y tiene su propia estructura interna. Esta organización estructural estructural permite que los seres vivos realicen funciones vitales como las de nutrición, crecimiento y reproducción. 2. Reproducción: Es el proceso de producción de nuevos organismos de la misma especie; pudiendo ser asexual (sin formación de gametos) o sexual (con formación de gametos). 3. Adaptación: Es el proceso de cambio para favorecer la supervivencia. La capacidad de una población de evolucionar (cambiar con el tiempo) y adaptarse a su ambiente le permite sobrevivir en un mundo cambiante; las adaptaciones son los rasgos que mejoran la capacidad de un organismo de sobrevivir en un ambiente dado. 4. Irritabilidad: Es la capacidad de reaccionar a estímulos, que son cambios físicos o químicos en su ambiente interno o externo.
b) Vertebrados: Estudia a los animales con columna vertebral (espina dorsal). Herpetología: Estudia a los anfibios y reptiles. · Ictiología: Estudia a los peces. · Ornitología: Estudia a las aves. · Mastozoología: Estudia a los mamíferos. · 2. Botánica: Estudia a las plantas, se subdivide en: a) Botánica Criptogámica: Criptogámica: Estudia las plantas sin semillas, se subdivide en: Ficología: Estudia las algas. · Briología: Estudia a los musgos, hepáticas y antocerotas. · · Pteridología: Estudia a los helechos y cola de caballo.
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ 5. Crecimiento: Los organismos tienen la capacidad de aumentar su volumen, debido al aumento de la masa celular como resultado de un incremento en el tamaño y número de las células. En el crecimiento el organismo sintetiza sustancias que son tomadas del medio ambiente. 6. Movimiento: Sin que implique necesariamente la locomoción. En los animales el movimiento es muy variado, contracción del cuerpo, reptan, nadan, corren, vuelan, movimientos ameboides, por cilios o flagelos. Las plantas también se mueven (a nivel de sus órganos), aunque con más lentitud que la mayor parte de los animales. Por ejemplo, las plantas orientan sus hojas hacia el sol y crecen hacia la luz. 7. Nutrición: Proceso en el que los organismos asimilan los alimentos y los líquidos necesarios para el funcionamiento, el crecimiento y el mantenimiento de sus funciones vitales. 8. Metabolismo: Conversión química de los nutrientes en el interior de las células; incluye el catabolismo, que es la transformación de grandes moléculas en otras más sencillas, con liberación de energía y el anabolismo que es la síntesis de grandes moléculas a partir de otras más sencillas con el uso de parte de esa energía. 9. Desarrollo: Describe los cambios característicos que sufre un organismo desde su formación (generalmente desde la fecundación del huevo) huevo) hasta su forma adulta final. En muchas formas multicelulares las distintas etapas del ciclo vital son diferentes, la transformación que se produce de un estado a otro se denomina metamorfosis (anfibios e insectos). 10. Respiración: Es el intercambio de gases que implica para los animales, captación de oxígeno (O 2) y la liberación de dióxido de carbono (CO 2). 11. Homeostasis: Capacidad que tienen los seres vivos de regular su medio interno. 12. Ácidos Ác idos nucleicos: ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribo-nucleico), macromoléculas sintetizadas por todos los organismos y de las que depende toda la producción biológica. 13. Proteínas: Macromoléculas de variedad casi infinita que realizan muchas funciones: componentes estructurales (colágeno en el tejido conectivo), hormonas, moléculas ligadas al O 2, enzimas que catalizan (facilitan) reacciones químicas (por ejemplo la pepsina, una enzima que digiere las proteínas). 14. Excreción: Es la eliminación de los desechos metabólicos, como amoniaco, úrea, CO2 o cualquier sustancia presente en exceso, necesaria para mantener el estado de homeostasis. 15. Secreción: Consiste en la capacidad para elaborar y expulsar diversas sustancias útiles al organismo vivo.
La organización biológica refleja el trayecto de la evolución sin importar que se estudie a un individuo o el el mundo de los seres vivos, puede identificarse un patrón de complejidad creciente. Los organismos presentan los siguientes niveles de organización:
1. Nivel químico: Es el nivel abiótico más básico de organización, comprende los subniveles: a) Atómico: Es la unidad mínima de un elemento químico que posee características de dicho elemento, que puede participar en una reacción química por ejemplo un átomo de hidrógeno. b) Molecular: Es la unión química de átomos, de tal suerte que dos átomos de hidrógeno se combinan con uno de oxígeno y forman una molécula de H 20. Los átomos que componen una molécula puede ser idénticos (por ejemplo H2) o diferentes (por ejemplo:H 2O) dando moléculas homogéneas y heterogéneas. c) Macromolecular: Es la combinación de muchos átomos o moléculas formando macromoléculas orgánicas como las proteínas (aminoácidos) y los ácidos nucleicos (nucleótidos). 2. Nivel supramolecular: supramolecu lar: Surge como producto de la interacción de las diversas macromoléculas; son complejos supramoleculares los ribosomas, las membranas biológicas, el nucléolo y los cromosomas que cumplen diversas funciones en las células. Los virus son complejos supramoleculares y subcelulares que constituyen una estructura proteica con ácido nucleico nucleico (ARN o ADN). 3. Nivel organelos: Complejos supramoleculares de alta complejidad que son básicos en el funcionamiento de las células: el núcleo es importante por contener la información genética; las mitocondrias en la producción de energía, los cloroplastos participan en la fotosíntesis, y los lisosomas por contener diversas enzimas. 4. Nivel celular: Es el nivel biótico más importante porque en él se encuentran la unidad fundamental de la vida: la célula, que también está formada por unidades inertes como los átomos. Además de las células encontramos otras organizaciones biológicas como los tejidos, los órganos y los sistemas de órganos. Este tipo de organizaciones biológicas forman el organismo o individuo de complejidad estructural y funcional. 5. Nivel ecológico o superior: La célula adquiere sentido de funcionamiento cuando tenemos organismos unicelulares y multicelulares evolucionados, estos se organizan ecológicamente en poblaciones y comunidades; una comunidad y su ambiente inanimado constituyen lo que se denomina ecosistema. Todas las comunidades de la tierra en conjunto forman la biosfera, las interacciones de la biosfera con la atmósfera, hidrósfera y litósfera constituyen la ecósfera.
Niveles de organización de los seres vivos
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ Clasificación de los seres vivos
la mayoría presenta flagelos. Tenemos bacterias también que fijan el nitrógeno atmosférico como el género Rhizobium, patógenos como: Micobacterium tuberculosis y beneficiosos en la industria como el género Bacillus thuringiensís, utilizada para el control biológico de insectos dañinos. Las Cianobacterias se encuentran dentro de las bacterias Gram negativas, presentan reproducción asexual de varios tipos (simple fisión, heterocistos, fragmentación, esporas, entre otros). En estos organismos el color que presentan es debido al predominio de la clorofila "a" que es de color color verde verde brillante, brillante, la ficocianina que es de color azul y la ficoeritrina que es de color rojo, de ahí el color verde azulado o rojizo que presentan estas bacterias. Fijan también el nitrógeno atmosférico. Algunas sirven para la alimentación humana como el Nostoc . Como géneros representativos: tenemos a Nostoc, Oscillatoria, Oscillatoria, Spirulina, etc.
Aunque los seres vivos comparten las características previamente mencionadas, la evolución ha hecho que surja una variedad asombrosa de seres vivos. La necesidad del hombre de nombrar y clasificar a los seres vivos en categorías permitió el desarrollo de la taxonomía. La taxonomía estudia la clasificación y ordenamiento de los organismos en categorías, que reflejan sus similitudes y diferencias esenciales. El principal criterio para la clasificación son los órganos homólogos (órganos de constitución semejante pero adaptada para realizar funciones diferentes). Las principales categorías taxonómicas son siete: Especie, Género, Familia, Orden, Clase, Filo/División y Reino. Siendo la unidad básica de clasificación la ESPECIE. En el siguiente cuadro tenemos ejemplos de clasificación de animales y plantas: Rein Reino: o: Anim Animal alia i a (ani (animale m ales) s) Filum Filum:: Chor Chorda data ta (corda (cordado dos) s) Clase: Mamalia (mamíferos) Orden: Pr P rimates Familia: Ho Homínidos Género: Homo Especie: Homo sapiens Nombr mbre común mún : “hombre”
Rein Reino: o: Plan Planta tae e (pla (plant ntas as)) Divis División ión :Magn Magnol oliop iophy hyta ta (Angio (Angiosp sper ermae mae)) Clase: Liliopsida Liliopsida (monocotiledóneas) Orden: Cyperales Familia: Poaceae Género: Zea Especie: Zea mays Nombre mbre común mún: “maí maíz”
2. Reino Protista: Este reino consiste en una amplia variedad de organismos eucariotas, unicelulares coloniales y multicelulares, principalmente acuáticos autótrofos y heterótrofos; comprende los siguientes grupos: a) Protozoarios: Son organismos heterótrofos, con nutrición holozoica o saprobiótica de hábitat variable, pueden ser de vida libre o parásitos. b) Algas: Constituyen un grupo heterogéneo muy grande de organismos desde unicelulares a pluricelulares. En general están provistos de pigmentos para efectuar la fotosíntesis, no forman tejidos verdaderos, por lo tanto, no hay órganos vegetativos, son de vida acuática principalmente marina, en sus células poseen cloroplastos de forma variable, donde se localiza la clorofila.
El nombre común no se toma en cuenta en la clasificación de los organismos. En el sistema binomial de nomenclatura, cada especie recibe un nombre consistente en dos palabras. La primera palabra designa el género y la segunda palabra es el específico o de especie. Según Whittaker (1969), la diversidad de los seres vivos se clasifica en cinco reinos:
Están conformadas por las siguientes divisiones: (Euglenophyta): Son unicelulares fotosintéticos, con dos · Euglenoides (Euglenophyta): flagelos (uno de ellos corto), cubierta externa llamada periplasto flexible. Contienen clorofilas “a” y “b”, como géneros representativos tenemos a Euglena, Peranema, Phacus, Trachelomonas Trachelomonas. Dinoflagelados (Pyrrophyta): (Pyrrophyta): Son unicelulares biflagelados. · Pirrofitos o Dinoflagelados Las paredes celulares en general formadas por placas celulares superpuestas, contienen celulosa. Presentan clorofilas “a” y “c”. Como géneros tenemos a Ceratium, Peridinium, Noctiluca, etc. · Diatomeas (Bacillariophyta): Son unicelulares a veces formando colonias, son fotosintéticos. Las paredes celulares están formadas por sílice, no celulosa. Presentan clorofila “a” y “c”, entre algunos géneros tenemos a Navicula, Coscinodiscus, Chaetoceros, Surirella, Pinnularia. · Algas Verdes (Chlorophyta): En general acuáticas, presenta formas unicelulares, coloniales, sifonáceas y multicelulares. Algunas móviles debido a la presencia de flagelos; fotosintéticas; contienen clorofilas “a”
1. Reino Monera: Comprende a organismos con células procarióticas, comprenden a las bacterias y cianobacterias. Las Bacterias son microorganismos unicelulares o coloniales que se desarrollan en diferentes ambientes, pueden pueden ser de vida libre, simbióticas o parásitos, en este este último caso producen enfermedades (bacterias encapsuladas) en las plantas, animales y ser humano. Su reproducción es netamente asexual por fisión binaria. Presentan pared celular a base de mureina llamada también peptidoglucano. La mayoría son heterótrofos, pocos autótrofos (bacterias como las purpúreas verdes). Al ser células procariotas no presentan núcleo, mitocondrias, cloroplastos, retículo endoplásmico, complejo de Golgi ni lisosomas. El denso citoplasma contiene ribosomas y gránulos de almacenamiento como glicógeno, lípidos o compuestos fosfatados. Aunque se conocen miles de tipos de bacterias, tienen tres formas principales: esférica (cocos), cilíndrica (bacilos) y en espiral (espirilos),
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ y “b”, como ejemplo de esta División tenemos a Spyrogira, Ulva,
a) Zygomycetes: Llamados también mohos del pan, presentan las siguientes características:
Acetabularia,Ch lamydomonas, lamydomonas, etc. ·
·
Algas Pardas (Phaeophyta): Agrupa a organismos multicelulares, generalmente de gran longitud; fotosintéticas; contienen clorofilas “a” y “c”. Las células reproductivas son biflageladas; aquí se encuentran los géneros Lessonia, Macrocystis, Colpomenia, etc. Algas Rojas (Rodophyta): La mayor parte de estos organismos son multicelulares y principalmente marinas. Sin células móviles; son fotosintéticas; contienen clorofila “a” y “d”, y las ficobilinas ficocianina y ficoeritrina, como géneros representativos tenemos a Porphyra, Gigartina, Corallina, etc.
o
o o o
Producen esporas latentes sexuales denominadas cigosporas y esporas asexuales en esporangios. Hifas cenocíticas. Muchos son heterotálicos. Como géneros representativos tenemos a Rhizopus, “moho del pan”, Pilobolus, etc.
b) Ascomycetes: Presenta las siguientes características :
c) Mohos deslizantes plasmodiales (Myxomycota): Son organismos heterótrofos desintegradores de materia orgánica, cuya morfología está dada multinucleado desnudo, su forma de locomoción es por por un plasmodio multinucleado medio de corrientes citoplasmáticas. Presentan reproducción sexual y asexual. Las células reproductivas flageladas o ameboides, se reproducen por esporas formando esporangios. Ejemplos: Physarum, Fuligo, etc.
o
o o
d) Mohos deslizantes celulares (Acrasiomycota): Son unicelulares ameboides desnudos, se desplazan mediante seudópodos, que al unirse unos con otros forman un seudoplasmodio multicelular que con el tiempo se transforma en un cuerpo fructífero lleno de esporas, como en Dictyostellium y Acrasis.
En la reproducción sexual se forman ascosporas en pequeños sacos (ascas), en la reproducción asexual se producen esporas llamadas conidios, que se desprenden de conidióforos. Las hifas suelen tener septos (tabiques) perforados. Como géneros representativos tenemos a Saccharomyces, Neurospora, etc.
c) Basidiomycetes: Características: o o o
3. Reino Fungi: Presenta las siguientes características: · Comprende a los hongos, organismos productores de esporas. · Generalmente microscópicos. · Son eucariontes. · Su cuerpo en general, constituido por filamentos denominados hifas que en conjunto forman el micelio. · Carecen de clorofila, son heterótrofos. · Pared celular a base de quitina. · No hay etapas flageladas. · La mayoría de especies de hongos conocidos son estrictamente saprófitos y viven sobre materia orgánica muerta a la que descomponen. · Su reproducción principalmente es por esporas; la reproducción sexual se presenta en la mayoría de los grupos de los hongos.
o o
En la reproducción sexual se forman basidiosporas en un basidio. La reproducción asexual es rara. Son heterotálicos. Las hifas suelen tener septos perforados. Como géneros representativos tenemos a Agaricus, Amanita. etc.
d) Deuteromycetes: (hongos imperfectos). Características: o
o
No presentan fase sexual, la mayor parte se reproducen solo mediante conidios. Es un grupo muy amplio de hongos donde se incluyen parásitos de plantas y animales como Penicillium, Trichophytum (pie de atleta), Aspergillus, Cándida , etc.
4. Reino Plantae: · ·
Los hongos están conformados por los siguientes grupos :
·
4
Los organismos vegetales o plantas están conformados por células eucarióticas. Son fotosintéticos debido a la presencia de clorofila "a" y "b", carotenos y xantofilas. Son multicelulares y sus células poseen paredes celulares a base de celulosa.
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·
d) Anthophyta: Conocidas también como las Angiospermas, es el grupo más extenso y evolucionado del reino Plantae (vegetal). Características:
La reproducción puede ser asexual o sexual, con alternancia de generaciones gametofítica y esporofítica.
Comprende los siguientes grupos:
a)
o o
Briophyta: Características:
o o o
o o
o
Plantas avasculares (no desarrollan xilema ni floema) Alternancia de generaciones bien delimitada en donde la generación gametofítica es dominante. Presenta gametos móviles. Los gametofitos suelen formar un extenso manto verde, consistente en plantas individuales. Las briofitas se dividen en Musgos como Polytrichum, Hepáticas como Marchantia y Antocerotas como Anthoceros.
o o o
Las antofitas se dividen en dos grupos: las Monocotiledóneas ( Zea, Hordeum, Pennicetum, etc.) y las Dicotiledóneas ( Fraxinus, Rosa, Cannabis, Morus, Salix , Casuarina, etc.)
5. Reino animalia: Posee las siguientes características:
b) Pteridophyta: Conocidas como los helechos. Presentan las siguientes características: o o o o o o o
c)
· ·
Plantas vasculares con verdaderos tallos, hojas y raíces. La generación esporofítica es dominante. En general son homospóricas El gametofito es de vida corta y fotosintético. Se reproducen por esporas. Los gametos son móviles. Las pteridofitas agrupan a los helechos como Dryopteris y colas de caballo como Equisetum.
· · · · · ·
Pinophyta: Grupo de plantas conocidas también como Gimnospermas, presentan las siguientes características: o
o o
o o o o
Son Heterospóricas. Esporofito dominante con gametofito muy reducido. Contienen tejidos vasculares. Presentan flores, frutos y semillas. Las semillas contienen endospermo como tejido nutritivo. Presentan doble fecundación
Todos los animales son eucariotas multicelulares. Son heterótrofos. La mayoría se reproducen sexualmente. Percepción de estímulos y capacidad de respuesta a ellos, mediante un sistema nervios. Facultad de locomoción o desplazamiento, mediante apéndices móviles o contracción del cuerpo. Membranas celulares no celulósicas. Crecimiento definido y diferencial que se detiene con la edad. Excreción de productos de desecho del metabolismo mediante órganos especializados.
Comprende los siguientes Filum: Porífera, Celentéreos (Cnidarios), Platelmintos, Nemátodos, Anélidos, Moluscos, Artrópodos, Equinodermos y Cordados. Los vertebrados son los Cordados más estudiados y comprenden las siguientes superclases:
Plantas vasculares heterospóricas, con tejidos leñosos y hojas generalmente aciculares. La mayor parte son perennes. Poseen semillas desnudas, lo que significa que no se encuentran dentro de una estructura protectora (el ovario u hoja carpelar) como sucede con las Angiospermas. Gametos inmóviles. El tejido nutritivo en la semilla es tejido gametofítico haploide. La generación esporofítica es dominante. Entre los géneros representativos podemos mencionar a Cupressus, Pinus, Araucaria, etc.
1. Superclase Agnatos: Mixines y Lampreas. o Conocidos como peces sin mandíbulas. o Boca transformada en una ventosa provista de dientes córneos. Poseen un cuerpo anguiliforme no mayor de 1.3 m. o Carentes de escamas, esqueleto interno cartilaginoso, sin aletas pares, y o no presentan un cráneo como tal.
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ e. Aves: avestruces, pavo real, frailecillos, pingüinos, gaviotas, colibrís, etc.
2. Superclase Gnatostomados: Gnatostomados: Condrictios, Osteictios, Anfibios, Reptiles, Aves y Mamíferos. o Comprende a los vertebrados provistos de una mandíbula articulada o Locomoción por apéndices (aletas, patas, alas) o por contracción del cuerpo (serpientes) a.
o
o
Condrictios: tiburones, rayas, peces torpedo, etc. o o
o o
Esqueleto enteramente cartilaginoso. Reposición constante de dientes.
o o
b.
Osteictios: anchoveta, atún, salmón, etc. o o o o o o
o
Esqueleto más o menos óseo. Cuerpo cubierto de escamas. Son ovíparos. Fecundación externa. Corazón con dos cámaras. Respiración por branquias (los Dipnoos, son los únicos además pulmonados)
o o
o o
f. Mamíferos: canguros, zarigüeyas, osos, ballenas, murciélagos, ardillas, gatos, perros, etc. o Cuerpo cubierto con pelo. o Presentan glándulas mamarias. Sexos separados que comprenden en los machos pene y testículos o y en las hembras ovarios y oviductos. o Fecundación es interna. Los huevos se desarrollan en el útero con unión placentaria o (excepto en los monotremas). o Extremidades adaptadas para caminar, correr, trepar, nadar, excavar o volar. Respiración pulmonar. o Son endotermos. o Corazón con cuatro cámaras. o o Son vivíparos.
c. Anfibios: salamandras, tritones, cecilias, ranas, sapos, etc. o o o o o
Normalmente presentan metamorfosis. Fecundación externa. Respiración pulmonar y cutánea. Cuerpo sin escamas. Corazón con tres cámaras.
d. Reptiles: cocodrilos, tortugas, iguanas, camaleones, serpientes, etc. o o o o
o o
Cuerpo normalmente fusiforme con cuatro regiones: cabeza, cuello, tronco y cola. Cuello desproporcionadamente largo como órgano de equilibrio y ayuda en la recolección de alimento. Cuerpo cubierto de plumas. Respiración pulmonar. Carecen de dientes, en vez de estos presentan un pico córneo. Corazón con cuatro cámaras. Son endotérmicos. En el aparato digestivo presentan buche y molleja. Dos pares de extremidades con las anteriores normalmente adaptadas para el vuelo. Sexos separados. Fecundación interna, incubación externa de los huevos.
Cuerpo cubierto de escamas. Fecundación interna. Respiración pulmonar. Corazón con tres cámaras, excepto los cocodrilos (presentan cuatro cámaras) Son ectotérmicos. Miembros pares generalmente con cinco dedos (excepto serpientes que son ápodas)
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TEMA 2
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ORGANIZACIÓN MOLECULAR DE LA CÉLULA
BIOMOLÉCULAS (Principios inmediatos) Son todas las moléculas orgánicas e inorgánicas que resultan de la combinación de los Bioelementos entre sí. Pueden ser: a) Inorgánicos: Sin enlace C-C, tenemos: El agua, sales minerales, gases, algunos ácidos y bases. b) Orgánicos: Con enlaces C-C, tenemos: Los glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos y vitaminas
Los seres vivos están constituidos por una gran cantidad de átomos y compuestos seleccionados por un largo proceso evolutivo. Por tal razón, para entender las estructura y función de los organismos vivos, necesitamos un conocimiento básico de la estructura y función de estos átomos y compuestos, cómo interaccionan entre sí para producir movimiento, crecimiento, comunicación entre neuronas, formación de ATP, etc.
BIOELEMENTOS Son los elementos químicos naturales presentes en los seres vivos. Caracterizados por ser estables (bajo peso molecular) están ampliamente distribuidos en la naturaleza. De los elementos que existen (90 naturales y 19 obtenidos en el laboratorio), aproximadamente 27 de ellos se encuentran en la diversidad de seres vivos.
El AGUA (H20) Es la biomolécula más importante de la tierra y los seres vivos. Ocupa las 3/4 partes de la tierra. Está formada por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno, unidos por enlace covalente. El agua pura es eléctricamente neutra. Las moléculas de agua son polares, donde el extremo de cada molécula posee carga positiva y el otro tiene carga negativa. Cada molécula de agua puede formar enlaces de hidrógeno con un máximo de cuatro moléculas adyacentes.
Clasificación. Atendiendo a su abundancia, pueden ser: -
B. Primarios (macroelementos). Se les consideran así por ser fundamentales para construir moléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos) e inorgánicas (agua, sales, gases, etc.). Son seis: C, H, O, N, P y S y constituyen el 98.5 % del peso de la materia viva. o o
o
o o
o
B. Secundarios (microelementos).Presentes en menor proporción representan el 1% del peso de la materia viva, son: Ca, Na, K, Cl, Fe, I, Mg. B. Traza (oligoelementos). Presentes en cantidades pequeñas, representan el 0.5 % del peso total. Su presencia es indispensable para los seres vivos. Actúan por ejemplo como cofactores enzimáticos. Son: Mn, Cu, Zn, Co, F, Mo, Se, etc.
Propiedades físicas del agua: son las siguientes: a) Elevada constante dieléctrica: El agua tiene una alta capacidad para desestabilizar las moléculas polares, este mecanismo capacita al agua como un gran disolvente. b) Tensión superficial: El agua tiene una elevada tensión superficial, porque las moléculas de agua superficiales están cohesionadas con las moléculas de agua inferiores, formando una red molecular compacta que soporta las presiones externas. c) Capilaridad: Capacidad del agua de ascender por un tubo fino llamado capilar esto se debe a la suma de las fuerzas de adhesión, cohesión y tensión. d) Elevado calor específico: Se define como la cantidad de energía que se requiere para elevar en un grado centígrado (ºC) un gramo de cualquier sustancia. e) Densidad: Al enfriar el agua líquida aumenta la densidad, la cual alcanza un máximo de 1g/cc a 4ºC, al seguir enfriando la densidad empieza a descender.
Carbono: Forma parte de todas las moléculas orgánicas. Hidrógeno: Componente del agua, de todos los alimentos y de la mayoría de las moléculas orgánicas; contribuye a la acidez cuando tiene carga positiva (H+). Oxígeno: Componente del agua y de las moléculas orgánicas fabricadas por los organismos vivos; necesario para la respiración celular, proporciona el adenosintrifosfato (ATP) sustancia química celular rica en energía. Nitrógeno: Componente de todas las proteínas y ácidos nucleicos. Fósforo: Componente de muchas proteínas, de los ácidos nucleicos y del ATP; es necesario para la formación de la estructura ósea y dentaria normal. Azufre: Componente de muchas proteínas, sobre todo de las proteínas contráctiles del músculo.
El contenido de agua de un organismo depende de la edad y actividad metabólica (a mayor edad, menos agua y, a mayor metabolismo, más agua).
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ SALES MINERALES
Es el principal solvente polar en el protoplasma, ya que debido a sus moléculas polares es capaz de disolver muchos tipos de sustancias, en particular compuestos polares y iónicos. En los tejidos humanos el porcentaje de este varía, por ejemplo 20% en huesos, 85% en las células cerebrales. Aproximadamente alrededor del 70% del peso corporal de una persona corresponde al agua; 95% en las medusas y algunas plantas, y 5% en las semillas. La distribución corporal de agua en el ser humano es la siguiente:
Biomoléculas inorgánicas compuestas por un metal y un radical no metálico y que se encuentran en pequeña proporción en el protoplasma de los seres vivos, se pueden encontrar de tres formas:
a) Disueltas: Son las que se ionizan en medio acuoso, siendo las más importantes: Cationes: Iones que desarrollan una carga positiva en solución, tenemos al Na+ K+ Ca++ Mg++ Fe++ Zn++. El principal catión extracelular es el sodio (Na +). Existe un sistema de bomba en la membrana de las células del organismo que bombea el Na + hacia fuera y el K + hacia adentro. Aniones: Iones que desarrollan una carga negativa en solución Cl - PO4=El principal anión intracelular es el Ion fosfato (PO 4=).
a) Intracelular Intracelular (2/3) dentro de la célula y se encuentra como: · ·
Agua libre (95%): Usada como solvente y como dispersante del coloide protoplasmático. Agua ligada (5%): Es la que está unida laxamente a las proteínas.
Aunque la concentración de sales en las células y los líquidos corporales de plantas y animales es pequeña, las cantidades y concentración de los cationes y aniones respectivos se mantienen constantes, cualquier cambio de importancia obstaculiza las funciones celulares y puede originar la muerte.
b) Extracelular (1/3) distribuida en: · ·
Intersticio: En la sustancia intercelular, líquido cefalorraquídeo, líquido sinovial, etc. Plasma: Dentro de los vasos sanguíneos y linfáticos.
b) Precipitadas: Son las que constituyen estructuras sólidas, insolubles, con función esquelética. Ejemplo: concha de moluscos, matriz ósea, pared celular de las diatomeas, etc. c) Asociadas: Son las que están combinadas con proteínas (fosfoproteínas), con lípidos (fosfolípidos).
Entre los factores que afectan al agua corporal se encuentran: · · ·
Células grasas: Contienen poca agua, por lo cual a medida que aumenta la grasa corporal desciende la cantidad de agua. Edad: Por regla general el agua corporal disminuye a medida que aumenta la edad. Sexo: Las mujeres tienen una cantidad proporcional mayor de grasa corporal, por lo tanto disminuye la cantidad de agua.
Funciones: -
Funciones: - Disolvente de las sustancias debido a su polaridad. - Transportadora de sustancias. - Estructural, mantiene el volumen y forma de las células. - Termorregulador, ayuda a conservar estable la temperatura (debido a su elevado calor específico). - Lubricante de membranas y articulaciones. - Indispensable para toda actividad metabólica, todo proceso fisiológico se produce exclusivamente en medio acuoso.
-
Regulan el equilibrio ácido-base de la célula. Regulan la presión osmótica de las células (intervienen en la distribución del agua intracelular y extracelular) Forman estructuras de protección y de sostén (esqueletos, conchas, caparazones). Estabilizan dispersiones coloidales. Actúan como cofactores enzimáticos siendo necesarios para el desarrollo de la actividad catalítica de muchas enzimas. Intervienen como sustancias Buffer o tampón, por los sistemas carbonatobicarbonato y monofosfato-difosfato.
GLÚCIDOS Llamados también carbohidratos, son compuestos formados por C, H y O, son sintetizados por los autótrofos y son los principales en aportar energía para los seres vivos. Los animales tienen la capacidad de sintetizar algunos carbohidratos a partir de
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ 4. Polisacáridos: Están formados por la unión de muchos monosacáridos (de 11 a miles) con pérdida de una molécula de agua por cada enlace y desempeñan funciones de reserva, estructural y energética. Se hidrolizan. Se dividen en dos grupos:
las proteínas y algunas sustancias sencillas, pero el mayor volumen de carbohidratos animales se obtiene de los vegetales.
Clasificación: Los glúcidos, por el número de monómeros, se clasifican en: 1. Monosacáridos: llamados también azúcares simples, son glúcidos sencillos constituidos por una sola cadena. Se nombran añadiendo la terminación osa al número de carbonos. Estos carbohidratos son incapaces de hidrolizarse en carbohidratos más simples, se cristalizan, tienen sabor dulce y son solubles en agua. Por el número de Carbonos se subdividen en: triosas, tetrosas pentosas, hexosas heptosas y octosas, de las cuales las más importantes son:
a) De reserva: ·
a) Triosas: Son abundantes en el interior de la célula, por ejemplo los Glicéridos como el Gliceraldehido y la Dihidroxiacetona que son metabolitos intermediarios en la degradación de la glucosa. b) Tetrosas: Como la Eritrulosa, y la Eritrosa, formados en el proceso de las reacciones oscuras de la fotosíntesis. c) Pentosas: La Ribosa y la Desoxirribosa, que forman parte de los ácidos nucleicos además de la Ribulosa que forma parte de la enzima RUBISCO, que fija el CO 2 atmosférico durante la fotosíntesis. d) Hexosas: La Glucosa (a partir de ella se forman otros carbohidratos), Fructosa (azúcar de la fruta), y la Galactosa (en la leche).
·
b) Estructural:
2. Disacáridos: Son compuestos formados por la unión de dos monosacáridos mediante enlace glucosídico (de tipo covalente) con liberación de una molécula de agua, se pueden hidrolizar. Entre los más importantes tenemos: · · · ·
Almidón: Propio de los vegetales integrado por dos polímeros: amilosa, molécula lineal formado por unidades de glucosa unido por enlaces a (1,4) y la amilopectina molécula ramificada por unidades de glucosa unidos por enlaces a (1,4) y las ramificaciones cada 25 unidades aproximadamente. Se unen mediante enlaces a (1,6). Glucógeno: Propio de los animales. Abundantes en hígado y músculo similar a la amilopectina, con la diferencia que las ramificaciones se dan cada 12 unidades de glucosa aproximadamente.
·
Celulosa: Forma la pared celular de la célula vegetal está constituida por unidades de glucosa unidos por enlaces b(1,4).
·
Quitina: Exoesqueleto de artrópodos, formado por unidades de N-Acetilglucosamina unidos por enlaces b(1,4).
Función de los glúcidos: ·
Lactosa: Azúcar de la leche: Galactosa + Glucosa, enlace ß(1,4) Maltosa: En semillas de cebada: Glucosa + Glucosa, enlace a(1,4) Sacarosa: Azúcar de la caña o remolacha: Glucosa + Fructuosa, enlace a(1,2) Trehalosa: Azúcar presente en la hemolinfa de los insectos: Glucosa + Glucosa, enlace a(1,1)
·
Energética: Aportan energía a los seres vivos. Estructural: Son elementos estructurales de los ácidos nucleicos, pared celular de bacterias, células vegetales y del exoesqueleto de artrópodos.
LÍPIDOS Son compuestos de consistencia grasosa o aceitosa, insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos como el éter, cloroformo y benceno. Están formados básicamente por carbono e hidrógeno y generalmente oxígeno. Además, pueden contener fósforo, nitrógeno y azufre.
3. Oligosacáridos: Son compuestos que al hidrolizarse producen de 3 a 10 unidades de monosacáridos. por ejemplo la Melicitosa que es un trisacárido formado por un residuo de fructosa y dos de glucosa (se encuentra en la miel) Las alfa y beta–dextrinas con 6 y 7 unidades de glucosa respectivamente, son importantes en la industria farmacéutica (aglutinantes).
Clasificación Se clasifican en dos grupos, atendiendo a que poseen en su composición ácidos grasos (saponificables) o no (insaponificables).
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ 1) Saponificables (Complejos): Forman jabones al reaccionar con soluciones alcalinas. Son de los siguientes tipos:
b) Glucolípidos: Formados por un ácido graso y un alcohol aminado llamado esfingosina. Como ejemplo, los cerebrósidos (presentes en la membrana de las neuronas), los gangliósidos (que participan en el reconocimiento celular) y los sulfátidos que también forman parte de las membranas biológicas.
A. Hololípidos: Formados por: ácido graso + alcohol : aquí tenemos a: a) Glicéridos o Se les conoce también como acilglicéridos o grasas neutras. o Existen tres tipos de glicéridos: monoglicéridos, diglicéridos y triglicéridos. o Formados por 1 alcohol (glicerol) y de 1 a 3 ácidos grasos unidos mediante enlaces éster. o Son las más abundantes en los seres vivos. Se almacenan en el adipocito o o Como ejemplos tenemos al aceite de ballena, aceite de maní, aceite de oliva, etc.
2. Insaponificables (Simples): No forman jabones. Son de los siguientes tipos: a) Esteroides: Son lípidos no hidrolizables que se derivan del esterano, aquí se encuentra fundamentalmente el colesterol, el cual forma parte estructural de las membranas a las que confiere rigidez. Es la molécula base que sirve para la síntesis de casi todos los esteroides como la vitamina D, las sales biliares y las hormonas suprarrenales (glucocorticoides como cortisol, mineralocorticoides como la aldosterona y las hormonas sexuales como la progesterona y testosterona). b) Isoprenoides: Formados de unidades de isopreno (hidrocarburo de 5 átomos de carbono), cuando dos unidades de isopreno se unen forman un terpeno. Son moléculas que cumplen funciones muy variadas entre los que se pueden citar: Esencias vegetales: como el mentol, geraniol, limoneno, alcanfor, · eucaliptol, vainilla, etc. Vitaminas: Vitaminas A, E y K. · Pigmentos vegetales: como la clorofila y xantofilas. ·
b) Céridos: Son conocidos también como ceras. o Están formados por 1 ácido graso saturado + un alcohol de cadena o larga (de elevado peso peso molecular). Son sólidos a temperatura ambiente. o Son insolubles en agua, blandos en caliente y duros o de o consistencia firme en frío. Sirven de cubierta protectora de la piel, pelos y plumas de los o animales; hojas y frutos de las plantas superiores y el exoesqueleto de los insectos. Como ejemplo, el palmitato de miricilo (cera de abejas), la lanolina (cera de lana), la cutina y la suberina en las células vegetales.
c) Prostaglandinas: Son lípidos derivados del ácido prostanoico y del araquidónico. Poseen una gran variedad de actividades fisiológicas como intervenir en la respuesta inflamatoria (vasodilatación), provocan la contracción de la musculatura lisa, intervienen en la regulación de la temperatura corporal. Función:
B. Heterolípidos: Formados por: ácido graso + alcohol + otros compuestos. Además, de C, H y O pueden presentar también N, P, S o un glúcido. Aquí se encuentran:
-
a) Fosfolípidos: Son las principales moléculas constitutivas de la bicapa lipídica de la membrana celular. Se caracterizan por presentar un ácido ortofosfórico en su zona polar unido a otra molécula nitrogenada; por ejemplo, la colina, etanolamina, inositol, serina, etc. Estos lípidos son muy importantes por formar parte de las membranas celulares y pueden ser clasificados como glicerofosfolípidos como las lecitinas, cardiolipinas y esfingofosfolípidos como las esfingomielinas y las ceramidas.
-
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Reserva: Fuente de reserva energética de los seres vivos. Estructural: Forman parte de las membranas (bicapa de fosfolípidos), recubren órganos. Protección: Protegen mecánicamente, como el tejido adiposo de pies y manos. Reguladora : Controla las reacciones químicas que se producen en los seres vivos, cumplen esta función las vitaminas lipídicas y hormonas esteroideas. Emulsificante: Emulsifica las grasas debido a los ácidos biliares y los proteolípidos.
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ PROTEÍNAS
hemoglobina, y muchas cadenas como la cápside del virus de la poliomielitis (60 unidades proteicas).
Son biomoléculas orgánicas cuaternarias de elevado peso molecular que contienen C, H, O y N, a veces contienen adicionalmente azufre. Están constituidas por unidades llamadas aminoácidos que pueden ser de 20 tipos diferentes.
Propiedades Propiedades de las proteínas
Aminoácidos: Son ácidos orgánicos que contiene un grupo amino y otro carboxilo, unidos a una cadena lateral R
1. Alta especificidad: Debido a que cada individuo tiene proteínas específicas propias que se ponen de manifiesto en los procesos de rechazo de órganos trasplantados.
H
2. Solubilidad: Cuando adoptan una conformación globular, esto hace posible la hidratación de los tejidos de los seres vivos.
│ (amino) H2N -- C -- COOH (carboxilo) ( carboxilo)
3. Desnaturalización: Que consiste en la ruptura de la estructura terciaria la que es producida por cambios de temperatura, pH extremos, solventes orgánicos, detergentes, urea a altas concentraciones, etc.
│ R Péptido: Es la unión de más de 2 aminoácidos que se unen por enlace peptídico.
Clasificación Clasificación de las proteínas: Las proteínas se clasifican en dos grupos:
Enlace peptídico: Se forma por la reacción entre el grupo ácido de un aminoácido y el grupo amino de otro aminoácido, con la liberación de una molécula de agua. Los péptidos según el número de unidades de aminoácidos por molécula se les conocen como dipéptidos, tripéptidos, etc., hasta polipéptidos. Ejemplo: Ia carnosina (dipéptido), y la Insulina (Polipéptido de 51 aminoácidos)
A. Holoproteínas: Formadas solamente por aminoácidos, pueden ser: a) Proteínas fibrosas. Son insolubles en agua, alargadas y en formas de hilo y tienden a juntarse para dar fibras, sirven como material estructural de los tejidos animales. Aquí se encuentran:
Niveles de estructuración de las proteínas: Presenta 4 niveles: · ·
·
·
·
Estructura primaria: Se refiere a la secuencia de aminoácidos en la cadena polipeptídica. El único enlace presente es el peptídico (amida).
·
Estructura secundaria: Es la disposición espacial de los aminoácidos que componen una proteína. Posee dos enlaces el peptídico y el puente de hidrógeno. Esta estructura puede adquirir tres configuraciones: a-hélice, b-plegada y g o al azar.
·
· ·
Queratina: En formaciones epidérmicas: pelos, uñas, cuernos y plumas. Colágeno: En tejidos conjuntivos. Elastinas: En tendones y vasos sanguíneos. Fibroinas: En hilos de seda (arañas, insectos). Fibrina: En los coágulos sanguíneos.
b) Proteínas globulares. Son solubles en agua y se encuentran dobladas formando unidades compactas que a menudo tienen una forma esférica, están relacionadas con el mantenimiento y regulación del proceso de la vida, como por ejemplo: la ovoalbúmina (huevo), hordeína (cebada), lactoalbúmina (leche), Insulina, prolactina, hormona del crecimiento, histonas, albúminas, hemoglobina.
Estructura terciaria: Es la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular. Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de transporte, enzimática, hormonales, etc. Posee además del enlace peptídico, los enlaces puente hidrógeno, fuerzas de Van der Waals, puentes disulfuro, puentes salinos y las interacciones hidrofóbicas.
B. Heteroproteínas: Formadas por aminoácidos y por un grupo no proteínico llamado grupo prostético, como por ejemplo:
Estructura cuaternaria: Informa de la unión mediante enlaces débiles de varias cadenas polipétidicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de protómero, por ejemplo dos cadenas polipeptídicas constituyen la hexoquinasa, 4 cadenas la
· · · ·
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Glucoproteínas: Anticuerpos, interferón, mucina. Fosfoproteínas: Caseína, vitelina. Hemoproteínas: Hemoglobina, mioglobina, citocromos. Metaloproteínas: Plastoquinona, plastocianina.
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ Funciones: -
-
-
Cofactores enzimáticos: Son sustancias de naturaleza química diferente a las proteínas que son requeridas por algunas enzimas para que estas tengan actividad. Un cofactor puede ser una molécula orgánica o inorgánica. Algunas enzimas requieren de ambos cofactores. La enzima sin cofactor se denomina apoenzima y unida al cofactor se denomina holoenzima. Son cofactores enzimáticos:
Biocatalizadora: Las enzimas son proteínas, aceleran reacciones bioquímicas. Hormonal: Insulina, glucagón, hormona del crecimiento, calcitonina, entre otras. Estructural: Glucoproteínas que forman parte de las membranas, las histonas que forman parte de los cromosomas, la queratina que forma parte de la epidermis. Defensiva: Inmunoglobulinas, trombina, fibrinógeno. Transporte: Hemoglobina, hemocianina, ceruloplasmina, citocromos, etc. Reserva: Ovoalbumina clara de huevo, lactoalbúmina de la leche, gliadina del grano de trigo. Reguladora: Regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la división celular (como las ciclinas). Motora o contráctil: contráctil: Como la actina y miosina que constituyen las miofibrillas de la contracción muscular y la dineina relacionada con el movimiento de cilios y flagelos. Homeostática: Algunas mantienen el equilibrio osmótico y actúan con otros sistemas amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno.
· ·
Coenzimas: Moléculas orgánicas de diversa estructura, esenciales para la actividad de una enzima. Ej. NAD, FAD, FMN. Iones iorgánicos: Como el Mg ++, Mn Mn++, Cu Cu++, Fe++, Zn ++
Nomenclatura de las enzimas En general, los nombres de las enzimas se forman al añadir el sufijo " asa" al nombre de la sustancia en que actúan (sustrato) por ejemplo la sacarosa se desdobla en glucosa y fructuosa en presencia de la enzima sacarasa. Unas pocas enzimas conservan sus nombres tradicionales sin la terminación asa algunas de ellas tienen el sufijo “zima”, la lisozima por ejemplo presente en las lágrimas y la saliva que degrada la pared celular de las bacterias, otros ejemplos de enzimas con nombre tradicionales son la pepsina y tripsina que rompen enlaces peptídicos internos en las proteínas. Por su actividad química las enzimas se clasifican en: Oxidoreductasas, Transferasas. Hidrolasas, Liasas, Isomerasas y Ligasas.
ENZIMAS Son catalizadores muy potentes y eficaces, químicamente son proteínas. Como catalizadores las enzimas actúan en pequeña cantidad y se recuperan indefinidamente, no llevan a cabo reacciones que sean energéticamente desfavorables, no modifican el sentido de los equilibrios químicos, sino que aceleran su consecución. La sustancia sobre la cual actúa la enzima se llama sustrato.
Efecto del pH: Tanto la enzima como el sustrato pueden afectarse por las variaciones del pH, por ejemplo la pepsina tiene un pH óptimo cercano a 2 y la fosfatasa alcalina un pH cercano a 12.
Catalizador: Es una sustancia que acelera una reacción química hasta hacerla instantánea o casi instantánea.
Efecto de la temperatura: Influye en la actividad, el punto óptimo representa el máximo de actividad. A temperaturas bajas las enzimas se hallan rígidas y a temperaturas altas (más de 40ºC) se desnaturalizan.
Características de la acción enzimática: La más sobresaliente es su elevada especificidad.
Función de las enzimas:
Especificidad de acción: Cada reacción está catalizada por una enzima específica. La acción enzimática se caracteriza por la formación de un complejo que representa el estado de transición. El sustrato se une a la enzima a través de numerosas interacciones débiles (puentes de hidrógeno, etc.) en un lugar específico, el centro activo que es una pequeña porción de la enzima, conformada por una serie de aminoácidos que interaccionan con el sustrato. Algunas enzimas actúan con la ayuda de estructuras no proteicas que por su naturaleza son:
-
Disminuyen la energía de activación de las reacciones bioquímicas, luego las acelera.
ÁCIDOS NUCLEICOS Son moléculas pentarias de elevado peso molecular formadas por C, H, O, N, y P, constituidas por unidades estructurales llamadas nucleótidos. Son de importancia biológica debido a que son el depósito fundamental de la información genética de la célula y los que controlan la síntesis bioquímica de las proteínas.
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ Nucleótido. Este monómero está constituido por: ·
Base nitrogenada: Son compuestos formados por un anillo de carbono y nitrógeno. Se conocen dos tipos de bases que constituyen los ácidos nucleicos: Las bases Púricas o Purinas (Adenina y Guanina) y las bases Pirimidicas ó Pirimidinas (Citosina, Timina y Uracilo).
·
Pentosa: Son azúcares compuestos de cinco átomos de carbono, son característicos para cada ácido nucleico. Son dos: la ribosa (ARN) y la desoxirribosa (ADN).
·
Clases de ARN ·
ARNm (mensajero). Se encuentra en el núcleo. Formado directamente de la cadena de ADN. Copia la información del ADN (en forma de CODONES). Su principal función es la de llevar la información genética contenida en el ADN hacia los ribosomas para la síntesis de proteínas, es decir lleva el mensaje genético.
·
ARNr (ribosómico). Se encuentra encuentra en los ribosomas ribosomas.. Este tipo de ARN se asocia con proteínas y forman lo que conocemos como ribosomas, donde se realiza la síntesis de proteínas. EI complejo proteínas-ácido ribonucleico (ribosoma) sirve como matriz para la correcta unión de los aminoácidos durante la síntesis de proteínas.
·
ARNt (transferencia). Se encuentra en el citoplasma. Conocido como de trascripción, sirve como moléculas adaptadoras durante la síntesis de proteínas. Lo que significa que identifican y transportan los aminoácidos hacia los ribosomas. "leen" el mensaje genético (en forma de ANTICODONES).
Ácido fosfórico (ortofosfórico): Constituye el grupo fosfato de los ácidos nucleicos, les confiere las propiedades ácidas al ADN y al ARN.
Nucleósido: Está constituido por la pentosa y una base nitrogenada. Ej. Desoxiadenosina. Enlace fosfodiester: Es el enlace característico de los ácidos nucleicos, permite la unión de los nucleótidos.
Función del ARN: - Síntesis de proteínas
Clases de ácidos nucleicos Por el azúcar que contienen son de dos tipos:
VITAMINAS Grupo de moléculas orgánicas de naturaleza química variable que se necesitan en nuestra dieta en pequeñas cantidades. Se clasifican como:
1) Ácido Desoxirribonucleico (ADN): Es una gran macromolécula bicatenaria helicoidal y de gran longitud presente en el núcleo, mitocondria y cloroplastos de las células. El nucleótido se halla constituido por un azúcar que es la desoxirribosa una base nitrogenada que puede ser la adenina, timina, citosina y guanina y el grupo fosfato. Las dos cadenas de polinucleótidos que forman el ADN se unen a través de las bases nitrogenadas, de tal manera que la timina se une siempre a la adenina o viceversa a través de dos puentes de hidrógeno y la guanina se une a la citosina por tres puentes hidrógeno.
a) LIPOSOLUBLES: Vitamina A o retinol (antixeroftalmica): ayuda al crecimiento y a la visión. · Vitamina D o colecalciferol (antirraquítica): absorbe y fija el calcio en el · organismo facilitando el buen desarrollo corporal. · Vitamina E o tocoferol (antioxidante): facilita la circulación sanguínea y estabiliza las hormonas femeninas favoreciendo el embarazo y el parto. Vitamina K o naftoquinona (antihemorrágica): actúa sobre la coagulación ·
Funciones del ADN -
Almacena la información hereditaria (código genético). Transmite la información genética (replicación).
b) HIDROSOLUBLES: Vitamina C o ácido ascórbico (antiescorbútica) · · Complejo B
2) Ácido Ribonucleico (ARN): Es una macromolécula constituida por una cadena de nucleótidos, se le encuentra en los virus, las bacterias, los vegetales y animales. El nucleótido está constituido por el azúcar ribosa, una base nitrogenada que puede ser la adenina, guanina, citosina y uracilo; y el grupo fosfato.
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________
o
o
o
o
o
o
o
o
Propiedades:
Vitamina B1 o tiamina (antineurítica): esencial para el crecimiento y ayuda al mantenimiento de las funciones del sistema nervioso, el corazón y el aparato digestivo. Vitamina B2 o riboflavina: vital para el crecimiento e importante en la reproducción celular y ayuda a producir glóbulos rojos sanos. Vitamina B3, vitamina PP o niacina: efectiva para mejorar la circulación y reducir el nivel de colesterol en la sangre. Vitamina B5 o ácido pantoténico: imprescindible para el metabolismo y la síntesis de proteínas, grasas y carbohidratos. Vitamina B6 o piridoxina: vital en la síntes síntesis is de carbohidratos, carbohidratos, proteínas, grasas y en la formación de células sanguíneas y hormonas. Vitamina B8, vitamina H o biotina: necesaria para la correcta metabolización de los carbohidratos, proteínas y lípidos, e interviene en la formación de la hemoglobina. Vitamina B9, vitamina M o ácido fólico: reduce el riesgo de aparición de defectos del tubo neural del feto y disminuye la ocurrencia de enfermedades cardiovasculares. Vitamina B12 o cianocobalamina: indispensable para la médula ósea, el correcto funcionamiento del tracto gastrointestinal y la síntesis de glóbulos rojos.
1. Movimiento Browniano: Es el movimiento caótico, desordenado de las partículas coloidales causado por la colisión o choque con las moléculas del dispersante. 2. Efecto Tyndall: Las partículas coloidales difractan la luz, es decir, dejan ver lateralmente un haz luminoso que las atraviesa. 3. Electroforesis: Debido a las cargas que presentan las partículas coloidales, los componentes de un coloide se pueden separar por electroforesis. Este proceso se define como el transporte de las partículas coloidales debido a la acción de un campo eléctrico. 4. Sedimentación: En condiciones normales una dispersión coloidal es estable (sus partículas no sufren el efecto de la gravedad), pero sometidas a campos gravitatorios pueden sedimentar (centrifugación, ultracentrifugación). 5. Diálisis: Las partículas coloidales no filtran con el papel filtro ordinario. Pero por diálisis se pueden separar las partículas de elevado peso molecular (coloides) de las de bajo peso molecular (cristaloides) usando papel celofán, pergaminos, membranas celulares.
ORGANIZACIÓN DE LAS MACROMOLÉCULAS Existen moléculas enormes que contienen cientos de miles de átomos que son conocidos como macromoléculas. Algunas de ellas ocurren naturalmente y conforman diversas clases de compuestos que son literalmente vitales, como por el ejemplo el almidón y celulosa que son polisacáridos que proporcionan alimento; proteínas que forman parte importante del cuerpo animal y los ácidos nucleicos que controlan la herencia a nivel molecular. También hay macromoléculas sintéticas, que se forman por procesos de polimerización, que viene a ser la unión de muchas moléculas pequeñas para dar origen a moléculas muy grandes; como ejemplos tenemos: el caucho, algodón, lana, seda y los plásticos.
COLOIDES Son un tipo de dispersión de mucha importancia biológica por ser el medio físico donde ocurren los fenómenos biológicos. Presenta dos componentes: la fase dispersante y la fase dispersa. Las partículas de la fase dispersa tienen un diámetro que fluctúa entre una milésima y una cienmilésima de micrómetro. Este tamaño es intermedio entre las moléculas de las soluciones y las partículas de las suspensiones.
Fase dispersa Sólido Líquido Gas Sólido Líquido
Medio dispersante Líquido L quido Líquido Gas Gas
Ejemplo Oro en agua Agua en benceno, leche, mayonesa Espuma en cerveza Humo, polvo Niebla, nube
ORIGEN DE LAS CÉLULAS La vida más primitiva sobre la Tierra solo estaba formada por células procarióticas, esferas microscópicas aisladas parecidas a las bacterias modernas, esto hace aproximadamente unos 3500 millones de años, según los fósiles más antiguos. Las células eucariotas podrían tener más de 2000 millones de años, pero no menos, el momento exacto en que se produjo esta novedad es un tema muy debatido. Entonces, ¿cómo surgieron las células eucariotas?
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ concentración de H +. Generalmente, están constituidos por un ácido débil y una sal (base débil). Los tampones están presentes en todos los líquidos corporales y actúan de inmediato (en cuestión de 1 seg.) cuando se produce una anomalía del pH. Se combinan con el exceso de ácidos o de bases para formar sustancias que no afecten al pH. Sin embargo, su efecto es limitado. Entre los más importantes tenemos: - Bicarbonato: Es el tampón más importante y el que en mayor cantidad está presente en los líquidos del organismo. Es generado por los riñones y ayuda en la excreción de H +. + - Fosfato: Ayuda a la excreción de H en los túbulos renales. - Amonio: Tras una sobrecarga ácida, la célula tubular renal produce amoniaco (NH3 que se combina con los H + en el túbulo renal para formar amonio (NH +4). Este proceso permite una mayor excreción renal de H +. - Proteínas: Están presentes en las células, la sangre y el plasma. La hemoglobina es la proteína tampón más importante.
La teoría más aceptada sostiene que ciertos organelos de las células eucarióticas se originaron por simbiosis; es decir, los que antes eran microorganismos independientes, se reunieron como célula hospedadora y hospedada primero por casualidad y después por necesidad. En un momento no determinado, las células hospedadas se convirtieron en organillos de un nuevo tipo de células. Formando así una célula de mayor complejidad en comparación a la célula procariota.
pH (Potencial de Hidrogeniones) Es la medida que nos indica la concentración de iones hidrógeno o hidrogeniones que contiene una solución. Matemáticamente es el logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno. pH = -log (H) Las diferentes soluciones acuosas tienen una determinada concentración de H debido a la leve disociación de las moléculas de agua (aproximadamente 2 de cada mil millones de moléculas de agua están ionizadas; H + y OH-). El término pH se usa para describir el grado de acidez o alcalinidad de una solución. Expresada en la siguiente escala: 0 --------------------------- 7 ------------------------- 14 H+ acidez neutro alcalino OH -
TEMA 3 CÉLULA INTERFÁSICA
El pH de los fluidos que conforman los organismos vivientes se encuentra muy cerca de la neutralidad y con rangos de variación muy estrechos. Ejemplo:
Fluido Jugo gástrico Orina Agua pura Sangre Jugo pancreático
pH 2,0 6,0 7,0 7,4 8,2
LA CÉLULA Es la unidad estructural y funcional básica de los seres vivos, capaz de relacionarse, nutrirse y reproducirse.
Organización Organización estructural de la célula La membrana celular: que rodea y protege al citoplasma. Citoplasma: de naturaleza coloidal donde se encuentran las sustancias disueltas. Núcleo: donde se encuentra el material genético.
BUFFER (Tampón o amortiguador) Un Buffer (amortiguador) es un compuesto que tiende a mantener una solución a pH constante, aceptando o liberando iones en respuesta a pequeños cambios en la
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ La Célula Procariota Esta célula se caracteriza por el hecho de que el material hereditario (ADN) no presenta una envoltura nuclear.
poseen fimbrias, no se conoce con certeza su función; pero parece que favorece en algunos organismos su fijación a las superficies como los tejidos animales, en el caso de unas bacterias patógenas o la formación de películas o la fijación a las superficies líquidas.
11. Pili (pelos): Son estructuras similares a las fimbrias pero por lo general son más largos y solamente existe uno o unos pocos pili sobre la superficie. Funcionan como receptores específicos para determinadas partículas víricas y también contribuyen a la fijación de algunas bacterias patógenas a los tejidos humanos, a demás participa en el proceso de conjugación en procariotas. Las fimbrias y los pili no participan en el movimiento.
Estructura general de una célula procariota: 1. Membra Membrana na cito citopla plasmá smátic tica: a: Es la barrera esencial de permeabilidad que separa el interior del exterior de la célula. 2. Pare Pared d cel celul ular ar:: Estructura rígida (a base de peptidoglicano o mureína), situada por fuera de la membrana plasmática que confiere la forma a la célula y la protege del medio externo que lo rodea. 3.
12. Clorosomas: Son sacos membranosos aplastados que no están en continuidad con la membrana citoplasmática, son los responsables de la fotosíntesis en bacterias autótrofas.
Ribosomas: Son pequeñas partículas compuestas de ácido ribonucleico (ARN) y proteínas, una sola célula procariotica puede tener hasta 10000 ribosomas. Los ribosomas en los procariotas son 70S, su función es la síntesis proteica.
La Célula Eucariota
4. Nucleoide o Genóforo: En las procariotas la función del núcleo la realiza una única molécula de ADN, que se encuentra en forma más o menos libre en el citoplasma llamada nucleoide. El ADN de las procariotas por homología con las eucariotas se le denomina cromosoma.
La célula eucariota se caracteriza por presentar su material genético rodeado por una envoltura nuclear (membrana).
Diferencias entre las células procariota y eucariota
5. Flagelos: Muchas de las bacterias, son capaces de desplazarse a través de flagelos que están formados por una única proteína tubular enrollada, la flagelina. 6. Inclusiones: Son acúmulos de materiales de reserva como carbono, nitrógeno, azufre o fósforo. Estos acúmulos se forman cuando estos compuestos se encuentran en exceso en el medio ambiente, con el fin de poder ser utilizados en situaciones de carencia.
· ·
7. Cápsula: O capa viscosa que rodea a la pared celular, protege a las bacterias de drogas y la fagocitosis de microorganismos o glóbulos blancos.
·
8. Mesosomas: Son estructuras membranosas que se observan en la mayor parte de las bacteria, constituidas por invaginaciones de la membrana citoplasmática. Interviene en la duplicación y distribución del ADN en la división celular y además contiene enzimas respiratorias sobre las que se desarrolla la mayoría de los procesos metabólicos.
·
·
Procariota Carecen de envoltura nuclear Normalmente un solo cromosoma a base de ADN sin proteínas Organelos mayores ausentes Unicelulares o coloniales Agrupa a las bacterias y cianobacterias
· · · · ·
Eucariota Envoltura nuclear presente Múltiples cromosomas no circulares a base de ADN y proteínas Organelos mayores presentes Unicelulares y multicelulares Constituyen los cuerpos de protistas, hongos, animales y plantas
MEMBRANA CELULAR O PLASMALEMA Está compuesta de una bicapa lipídica que contiene una variedad de moléculas de proteína. Presenta las siguientes características: · Es porosa. · Es elástica. · Posee permeabilidad selectiva. · Es muy delgada, su espesor es de aproximadamente 75 Aº.
9. Plásmidos: Son pequeños fragmentos circulares de ADN extracromosómico separados del cromosoma. Los plásmidos no portan genes esenciales para las células; pero llevan unos que son útiles en determinadas condiciones ambientales, como los que confieren resistencia a antibióticos específicos. 10. Fimbrias: Son parecidos a los flagelos, aunque más cortos que estos, son de naturaleza proteica y son mucho más numerosos. No todos los organismos
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ Organización Organización molecular de la membrana: La membrana celular está constituida por: ·
Proteínas (60%): Globulares, que por su función pueden ser: receptoras, de reconocimiento y transportadoras.
·
Lípidos (35%): Los más abundantes son los fosfolípidos, también se encuentran glucolípidos y esteroides (colesterol en células animales y ergosterol en células vegetales).
·
Carbohidratos (5%): Unidos a proteínas formando glucoproteínas y unidos a lípidos, formando glucolípidos.
2. Transporte activo: Es el movimiento de los iones y de ciertas sustancias en contra de un gradiente de concentración con gasto de energía. La fuente de energía metabólica que impulsa el transporte activo es el ATP. Hay 2 tipos de transporte activo: transporte mediante bombas y transporte en masa. a) Transporte mediante bombas: Utilizado fundamentalmente para el transporte de iones. Requiere la presencia de un tipo de proteínas integrales de la membrana. Los ejemplos más conocidos son: Bomba de Na + y K+; bomba de Ca++ y bomba de H +. b) Transporte en masa: Utilizado para sustancias que por su tamaño no pueden atravesar la membrana. De acuerdo al sentido del transporte puede ser:
La forma como están distribuidos los componentes moleculares de las membranas, tiene como base el modelo del mosaico fluido propuesto por SINGER Y NICHOLSON (1972), que se caracteriza por ser un modelo asimétrico y que goza de una fluidez de membrana.
·
o
Permeabilidad Permeabilidad celular: Es el proceso mediante el cual la célula intercambia ciertas sustancias con el medio extracelular, a través de la membrana celular. Dicho intercambio se conoce como transporte pasivo o activo.
o
·
1. Transporte pasivo: Es el transporte basado en la energía cinética de las moléculas. El movimiento es a favor del gradiente de concentración, es decir, de mayor concentración a menor concentración. Se movilizan sin que la membrana consuma energía (ATP).
·
Fagocitosis: Si es que ingresan partículas microorganismos. Pinocitosis: Si ingresan sustancias líquidas.
sólidas
o
Exocitosis o emecitosis. Proceso por el cual se eliminan hacia el exterior partículas de gran tamaño como material de secreción por ejemplo.
Diferenciaciones de la membrana celular: La superficie de las células que están relacionadas con la protección del citoplasma, el transporte de sustancias y otros procesos fisiológicos, presentan modificaciones para cumplir ciertas actividades específicas, así tenemos:
a) Difusión: Es el movimiento continuo de iones, moléculas o partículas coloidales (solutos) que se desplazan a favor de un gradiente de concentración, presión o carga eléctrica. Se puede dar por: ·
Endocitosis: Es la entrada de sustancias o partículas desde el exterior de la célula al interior de la misma. Puede ser:
Difusión simple: Es la difusión del agua, gases disueltos (O 2, CO CO2) como moléculas liposolubles a través de la membrana. Difusión facilitada: Difusión de moléculas (generalmente solubles en agua) a través de la membrana.
1. Microvellosidades: Son salientes digitiformes de la membrana plasmática que aumentan la superficie para la absorción, las encontramos en células que tapizan el intestino delgado y el riñón (túbulos renales). 2.
Los iones como Na +, K+, Ca++ se mueven por las proteínas poro-canal; en cambio, aminoácidos, proteínas pequeñas y los monosacáridos como la glucosa lo hace a través de proteínas carrier (sufren cambios conformacionales).
Desmosomas: Son discos ovales a los que se anclan fibrillas que se encuentran en la membrana plasmática de células epiteliales sujetas a fuerzas externas; cada desmosoma tiene su pareja adyacente y el par forma una especie de corchete, que impide que las células se separen.
3. Uniones en hendidura, uniones gap o uniones comunicantes: Son tubos huecos, formados por un anillo de seis subunidades proteicas que se encuentran en la membrana plasmática de ciertos tejidos y permiten el libre flujo de materiales de una célula a otra. Las uniones gap están formadas por dos de estos “tubos” alineados y situados entre las células adyacentes.
b) Osmosis: Es la difusión del solvente (agua) a través de una membrana con permeabilidad diferencial. Esto es una membrana que es más permeable al agua que a los solutos disueltos. Ejemplo: absorción del agua por las raíces de una planta.
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ 4. Cilios y flagelos: Son filamentos móviles que sobresalen de la superficie de ciertos tipos de células. Surgen de cuerpos basales.
lignina (tráqueas, traqueidas y esclereidas), cutina (paredes en contacto con el aire), y sales minerales (carbonatos y sílice) en algunas células epidérmicas. La pared celular secundaria comprende tres subcapas; la capa externa (S1), capa central (S2) y la capa interna (S3) mencionadas de afuera hacia adentro. A diferencia de la pared celular primaria, las microfibrillas de celulosa se disponen en una forma ordenada. La S2 es la más gruesa. La S3 suele ser delgada e incluso puede faltar.
5. Plasmodesmos: Presente solo en células vegetales. Se localiza en los poros coincidentes de la pared celular de dos células vegetales vecinas. Sirve para el intercambio de sustancias. 6. Uniones estrechas o herméticas: Son áreas de conexiones íntimas entre las membranas de células adyacentes, a tal punto que el espacio que rodea a las células desaparece completamente, por tanto esto impide que algunas sustancias crucen capas de células. Las células conectadas por uniones estrechas (a base de proteínas que se enlazan), sirven para sellar cavidades corporales.
La lamina media: Se forma durante la citocinesis, está constituida por pectatos y proteínas, es el cemento que sujeta las células individuales unas con otras para constituir tejidos.
Funciones de la membrana celular: -
Funciones:
Protege y limita el protoplasma celular. Permite el transporte de sustancias al interior o exterior de las células. Se encarga de la recepción de señales químicas. Ayuda a conservar la estructura y forma de las células.
-
Cubierta celular: Estructura secretada por el aparato de Golgi y es de naturaleza principalmente glucosídica. En células vegetales se denomina pared celular, mientras que en los animales se conoce como glucocaliz.
i.
A. Pared celular: Envoltura compuesta principalmente por celulosa. Representa una especie de exoesqueleto que protege y le da sostén mecánico a la célula. Es el carácter que las diferencia de las células animales. Por lo tanto las células vegetales presentan por la parte externa de la membrana plasmática una pared muy gruesa a base de celulosa aunque pueden entrar a formar parte otras sustancias como: hemicelulosa, pectatos, lignina, cutina, suberina, sales minerales, algo de proteínas, etc. La pared celular es semirrígida y permite el paso de sustancias.
Es responsable de la forma de las células y por tanto de las plantas. Controla el crecimiento celular. Proporciona resistencia mecánica. Es una barrera física que se opone a la penetración de los microorganismos patógenos.
Glucocaliz: Envoltura compuesta de cadenas cortas de azúcares (oligosacáridos) y cadenas peptídicas cortas, formando las denominadas glucoproteínas, que cubren la membrana celular de células animales y protozoarios; y sobre la pared celular de algunas bacterias. Funciones: -
Adhesión entre células para la conformación de tejidos. Reconocimiento celular durante reacciones inmunitarias (elementos moleculares de histocompatibilidad y antígenos del grupo sanguíneo).
CITOPLASMA: Es el protoplasma comprendido entre la membrana celular y la membrana nuclear, es la región fundamental de la célula donde se llevan a cabo las principales reacciones bioquímicas de los seres vivos, tiene aspecto hialino y translucido.
Clases de pared celular 1. Pared celular primaria: Es la primera pared celular, presente en todas las células jóvenes. En muchas células es la única pared que se desarrolla, está hecha a base de microfibrillas entrecruzadas (desordenadas) a base de celulosa, debido a disposición facilita el crecimiento de la célula.
Presenta la siguiente organización:
2. Pared celular secundaria: Solo está presente en algunas células vegetales que han dejado de crecer (por ejemplo los vasos o tráqueas), se forma en la superficie interna de la pared primaria, de ordinario es mucho más gruesa que la pared primaria, además de celulosa puede contener sustancias como:
-
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Matriz citoplasmática. Sistema de endomembranas. Organelos.
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ A. Matriz citoplasmática: (Citosol o Hialoplasma), es el coloide celular constituido por un medio dispersante: el agua, y una fase dispersa con sales minerales proteínas, carbohidratos y lípidos. Las proteínas son el componente más abundante de la matriz y constituyen el citoesqueleto o sostén interno de la célula, el cual está constituido de: ·
·
·
·
-
Filamentos intermedios: Tienen un diámetro intermedio entre los microfilamentos y los microtúbulos. En diferentes tipos de células, los filamentos intermedios están compuestos por diferentes proteínas: vimentina, desmina, queratina, periferina, gliofilamentos, neurofilamentos y láminas. Su función es arquitectónica.
-
Microtúbulos: Están hechos de subunidades de la proteína tubulina y se han encontrado en todos los tipos de células eucariontes. Forman un andamiaje que mantienen en posición a los organelos y estabiliza la forma de las células. Además, forman parte esencial de la estructura de los cilios y flagelos.
1.
B. Sistema de Endomembranas: Está constituido por el Retículo endoplasmático y el Aparato de Golgi. 1. Retículo endoplasmático: endoplasmático: Complejo membranoso conformado por canales ramificados, que se comunican entre sí y con la membrana celular. Se pueden distinguir dos tipos de retículo: Retículo endoplasmático rugoso (R.E.R.): Está compuesto por 70% de proteínas y 30% de lípidos . Presenta riboforinas en su membrana que permiten la adhesión de ribosomas por la subunidad mayor; por lo que presentan un aspecto granulado. En él se realiza la síntesis proteica. Las proteínas sintetizadas por los ribosomas, pasan al lúmen del retículo y aquí maduran hasta ser exportadas a su destino definitivo. Abunda en células que sintetizan proteínas de secreción (células del páncreas, glándula tiroides, hepática, sebácea, etc.).
-
Biosíntesis de lípidos (fosfolípidos y colesterol). Destoxificación celular (fármacos, plaguicidas herbicidas). Formación del aparato de Golgi. Interviene en la renovación de la membrana plasmática. Lleva a cabo la glucogénesis y glucogenólisis. Biosíntesis de esteroides (corteza suprarrenal y sistema reproductor) Interviene en la contracción muscular.
Aparato de Golgi: Consiste en el conjunto de estructuras de membrana que forma parte del elaborado sistema de membranas interno de las células. Se encuentra más desarrollado cuanto mayor es la actividad celular (secreción). La unidad básica del organelo es el sáculo, que consiste en una vesícula o cisterna aplanada. Cuan Cuando do una serie de sáculos se apilan forman un dictiosoma. Además pueden observarse toda una serie de vesículas más o menos esféricas a ambos lados y entre los sáculos. El conjunto de todos los dictiosomas y vesículas constituye el aparato de Golgi. El dictiosoma se encuentra en íntima relación con el retículo endoplásmático, lo que permite diferenciar dos caras; la cara cis, más próxima al retículo, y la cara trans, más alejada. En la cara cis se encuentran las vesículas de transición, mientras que en la cara trans, se localizan las ve vesículas sículas de secreción. Funciones: -
Funciones: -
Retículo endoplasmático liso (R.E.L.): (R.E.L.): Carece de ribosomas, está en conexión con el R.E.R. Funciones:
Microfilamentos: Están compuestos por la proteína actina, se encuentra en todas las células eucarióticas. Normalmente en asociación con una segunda proteína, la miosina. Participan directamente en los movimientos celulares. Son los constituyentes dinámicos más importantes del citoesqueleto que permiten a las células moverse y cambiar de forma.
·
Permite la reaparición de la membrana nuclear, en la división celular.
Sintetizan proteínas de “exportación” (secreción celular) como hormonas y enzimas. Origina organelos: aparato de Golgi, retículo endoplasmático y peroxisomas.
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Formación parcial de la pared celular durante la división celular. Formación del acrosoma en los espermatozoides. Glicosilación (empaquetamiento de proteínas). Reciclaje de membranas en células secretoras. Renovación de la membrana plasmática. Secreción celular (proteoglicanos y glucoproteinas). Síntesis de enzimas lisosómicas.
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ ii.
Organelos:
metaloproteínas como la plastoquinona y plastocianina que se agrupan en dos fotosistemas (PSI Y PSII).
1. Ribosomas: Son estructuras esféricas y elípticas formados por ARN y proteínas que se originan en el nucléolo. Se distribuyen libremente por el citosol, se encuentran unidas en racimos formando polisomas gracias a un helicoide de ARNm o se encuentran unidas como polisomas al RER. El ARN ribosómico se sintetiza en el nucleolo, las proteínas ribosómicas se sintetizan en el citosol, son transportadas al núcleo y ahí asociadas con el ARNr, el cual se organiza en subunidades subunidades ribosómicas. Ribosomas en células eucariontes 80S (60S y 40S) y ribosomas en células procariontes, 70S (50S y 30S).
Funciones: -
4. Núcleo: Es la estructura fundamental de de la célula, que se encarga encarga de controlar y dirigir todas las actividades de la célula, y que se caracteriza por tener el material genético de las células eucariontes. Algunas células carecen de núcleo (hematíe maduro, células del cristalino), otras tienen más de un núcleo (protozoos, fibra muscular esquelética).
Función: -
2.
Síntesis de proteínas.
Partes:
Mitocondrias: Son organelos esféricos o alargados, constituidos principalmente por proteínas y en segundo lugar por lípidos, existe también una pequeña cantidad de ADN y ARN. Presentes en células animales y vegetales (excepto en bacterias y hematíes), son de forma variable. Su número depende de las necesidades energéticas de las células (2500 en hepatocitos y 1000 en fibras musculares). Están formadas por dos membranas: La membrana externa lisa y la membrana interna que emiten prolongaciones hacia el interior de la mitocondria, llamadas crestas mitocondriales donde se realiza la cadena respiratoria. Estas crestas aumentan la superficie transductora de energía. El interior de la mitocondria presenta una cavidad central llamada matríz mitocondrial, ocupada por un líquido rico en proteínas y enzimas del ciclo de Krebs, ribosomas y ADN circular. En las crestas mitocondriales encontramos a las Partículas F o Partículas elementales, relacionadas con los procesos de fosforilación oxidativa (síntesis de ATP). Funciones: Síntesis de ATP. Autoduplicación, debido a su propio ADN.
3.
Absorber y trasformar la energía lumínica en energía química para obtener su alimento; proceso denominado fotosíntesis. Autoduplicación debido a que tiene ADN.
Cloroplastos: Plastídios que contienen clorofila, carotenoides y xantofilas; estructuralmente presentan dos membranas envolventes, la membrana externa que es más permeable y la membrana interna la cual se organiza en sáculos membranosos aplanados que reciben el nombre de tilacoides, los cuales se disponen en pilas muy ordenadas llamadas grana. Al espacio en el interior de los tilacoides se denomina estroma. En el interior de los tilaciodes encontramos a los pigmentos fotosintéticos como clorofila, carotenos y
·
Envoltura nuclear (carioteca): Es una doble unidad de membrana que envuelve el contenido del núcleo, la membrana externa lleva adherido ribosomas. La membrana interna es lisa y en su superficie interna lleva adherida la proteína lamina (fracciona la membrana nuclear en la profase). La carioteca está atravesada por un gran número de poros, que permiten el paso de sustancias.
·
Jugo nuclear (cariolinfa, carioplasma o nucleoplasma): Es el medio interno del núcleo que se encuentra en solución coloidal (Gel) compuesto por: mayormente cromatina, histonas, protaminas, aminoácidos, enzimas, nucleótidos, sales minerales, ATP, NAD, Acetil CoA. Es el medio donde se realiza la síntesis de ácidos nucleicos.
·
Nucléolo: Es un corpúsculo esférico constituido por fibras y gránulos de ARN, también contiene enzimas, histonas, ADN, zinc y calcio. Aquí se lleva a cabo la síntesis de ARN a partir de ADN asociado al núcleo y síntesis de las subunidades ribosómicas.
·
Cromatina: La cromatina está formada por ADN e histonas y se le aprecia en la interfase celular.
Funciones del núcleo: Son varias, todas relacionadas con la conservación de la vida celular. -
20
Síntesis de proteínas (pequeñas cantidades), de ADN (autosíntesis) e induce a la formación de ARNm para iniciar la síntesis de proteínas en el citoplasma. Hereditaria, almacena y transmite los caracteres hereditarios mediante ADN. Regula las funciones celulares.
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ CICLO CELULAR
b) Metafase: Los cromosomas duplicados constituidos por un par de cromátides hermanas, se alinean en el plano ecuatorial constituyendo la placa ecuatorial de la célula, el huso mitótico se completa.
Es el periodo de vida de una célula desde su formación hasta su división en células hijas. El tiempo de duración y los requerimientos dependen de cada tipo celular. Algunas células como las nerviosas, las del músculo esquelético y los glóbulos rojos, normalmente no se dividen una vez que maduran.
c) Anafase: En ella el centrómero se divide y cada cromosoma se separa en sus dos cromátides. Los centrómeros emigran a lo largo de las fibras del huso en direcciones opuestas, arrastrando cada una en su desplazamiento a una cromátide. Cada cromátide se considera ahora un cromosoma. La anafase constituye la fase crucial de la mitosis, porque en ella se realiza la distribución de las dos copias de la información genética original.
Fases del ciclo celular: 1. Interfase: En esta fase la célula aumenta de tamaño, duplica sus estructuras y acumula reservas necesarias para la división. Comprende 3 periodos:
d). Telofase: Los dos grupos de cromátides comienzan a condensarse, se reconstruye la envoltura nuclear, alrededor de cada conjunto cromosómico, lo cual definirá los nuevos núcleos hijos. A continuación tiene lugar la citocinesis.
Periodo G1: Llamado primera fase de crecimiento, se inicia con una célula hija que proviene de la división de la célula madre. La célula aumenta de tamaño, se sintetiza nuevo material citoplasmático, sobre todo proteínas (histonas) y ARN.
2. Citocinesis: La citocinesis, es la división del citoplasma, para generar dos células hijas, por lo general comienza durante la telofase. La citocinesis en las células animales, comienza por un surco que la rodea en la región ecuatorial. El surco formado por un anillo de microfilamentos se profundiza en forma gradual y termina por separar el citoplasma en dos células hijas, cada una con un núcleo completo. En las células vegetales la citocinesis ocurre a través de la formación de una placa celular, una división en la zona de la placa ecuatorial del huso que crece lateralmente a la pared celular. La placa celular se genera a partir de vesículas que se originan en el aparato de Golgi. Cada célula hija produce una membrana plasmática y una pared celular de celulosa fuera de la membrana plasmática.
Periodo S o de síntesis: Se duplica el material genético (ADN). En este periodo el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y ADN que al principio. Periodo G2: Llamado segunda fase de crecimiento, en el cual se sigue sintetizando ARN y proteínas, la célula se prepara para la división. La finalización del periodo G2 es marcado por el comienzo de la mitosis. 2. División: la célula origina células hijas. Comprende dos etapas: Cariocinesis: Es un proceso complejo en el que participa el núcleo, asegura que cada nuevo núcleo reciba el mismo número y los mismos tipos de cromosomas característicos del núcleo original.
Al final de la mitosis tenemos una célula diploide (2n) que ha originado dos células diploides (2n).
La meiosis: La meiosis es la división celular por la cual se obtiene células hijas con la mitad de los juegos cromosómicos que tenia la célula madre; pero que cuentan con información completa para todos los rasgos estructurales y funcionales del organismo al que pertenecen. pertenecen. La meiosis se produce siempre que hay un proceso de reproducción sexual y ocurre mediante dos mitosis consecutivas denominadas meiosis I y meiosis II y presenta tres procesos esenciales:
Citocinesis: Suele Suele comenza comenzarr antes antes de que se complete complete la mitosis mitosis,, es la distribución del citoplasma celular para formar dos células. La mitosis: La mitosis es un verdadero proceso de multiplicación celular que participa en el desarrollo, el crecimiento y la regeneración del organismo. Comprende una serie de eventos sucesivos que se desarrollan de manera continua y que para facilitar su estudio han sido separadas en dos etapas: la cariocinesis y la citocinesis.
· ·
1. Cariocinesis: Es la división del núcleo, presenta cuatro fases:
·
a) Profase: Los cromosomas se vuelven visibles al microscopio. Cada cromosoma está constituido por 2 cromátidas que se mantienen unidas por el centrómero, desaparece el nucléolo y la membrana nuclear se desintegra y empieza a formarse el huso mitótico. Al final de la profase ha desaparecido la membrana nuclear y el nucléolo.
Apareamiento de cromosomas homólogos (zigonema: profase I) Recombinación de genes o Crossing Over (paquinema: profase I) Separación de cromosomas homólogos (anafase I)
1. Meiosis I: (reduccional): Reducción del número de cromosomas, las células diploides originan células haploides. Comprende las siguientes fases:
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ a) Profase I:
c) Anafase II: Las cromátides hermanas se desplazan hacia los polos opuestos de la célula.
Leptoteno: Los cromosomas se hacen visibles, se componen de pares de cromátidas.
d) Telofase II: Los cromosomas una vez más quedan encerrados por una envoltura nuclear.
Cigoteno: Los cromosomas homólogos se aparean en un proceso llamado sinapsis. La sinapsis de los cromosomas ocurre por la formación de una estructura compleja denominada complejo sinaptonémico.
Consecuencias de la meiosis ·
Diploteno: Los cromosomas homólogos se separan; pero mantienen puntos de unión específicos denominados quiasmas. Los quiasmas, por lo general, se localizan en los sitios del cromosoma donde ocurre el intercambio genético.
Metabolismo celular: Es la conversión química de los nutrientes en el interior de las células, tiene dos componentes complementarios:
· · ·
Diacinecis: El número de quiasmas se reduce, los cromosomas se preparan para fijarse a las fibras del huso meiótico. La diacinecis termina con la desaparición de los nucléolos, la rotura de la envoltura nuclear y el desplazamiento de las tétradas hacia la placa de la metafase. b) Metafase I: Los pares de cromosomas homólogos se alinean en el plano ecuatorial de la célula, formando la placa ecuatorial. c)
·
Catabolismo, que es el desdoblamiento o degradación de moléculas en componentes más pequeños. Comprende a la respiración celular (aeróbica y anaeróbica) y la fermentación.
·
Anabolismo , que es la síntesis de moléculas complejas a partir de componentes más sencillos. Comprende a la fotosíntesis y quimiosíntesis.
Las células realizan muchas reacciones anabólicas para producir sustancias útiles que ayudan a mantener la vida de la célula o del organismo del que forman parte, por lo tanto, las células deben obtener continuamente energía del ambiente y usarla en la síntesis de ATP.
Anafase I: Los cromosomas homólogos se separan y migran hacia los polos opuestos.
d) Telofase I: Los cromosomas homólogos llegan a los polos opuestos. Los cromosomas pueden persistir condensados por algún tiempo. 2.
Es el proceso mediante el cual se obtienen células especializadas para intervenir en la reproducción sexual. Reduce a la mitad el número de cromosomas y así al unirse las dos células sexuales, vuelve a restablecerse el número cromosómico de la especie. Se produce una recombinación de la información genética. La meiosis origina una gran variación de gametos debido al entrecruzamiento de segmentos de los cromosomas homólogos.
Paquiteno: Es la primera etapa de la profase que tiende a ser prolongada. En tanto, el leptoteno y cigoteno, por lo general duran unas pocas horas, el paquiteno con frecuencia se extiende por un periodo de días o semanas e incluso años. Este proceso entre otros, permite un intercambio de genes entre las cromátides homólogas, de tal forma que las células hijas resultantes son distintas genéticamente entre ellas y distintas también de la célula precursora de la que provienen. En esta etapa se lleva a cabo la recombinación genética o crossing over.
1.
Meiosis II (ecuacional): Cuyo resultado final es la formación de cuatro células hijas, cada una de las cuales tienen “n” cromosomas (haploides).
Respiración celular: Se entiende por respiración celular al proceso catabólico mediante el cual, las células generan ATP a través de una serie de reacciones REDOX en los que el aceptor final de electrones es un compuesto inorgánico. Se presentan dos tipos de respiración: Respiración Aeróbica, se caracteriza porque el aceptor final de electrones es el oxígeno molecular.
a) Profase II: Es simple, los cromosomas simplemente se vuelven a condensar y se alinean en la placa de la metafase.
Respiración Anaeróbica, se caracteriza porque el aceptor final de electrones es una molécula inorgánica distinta al oxígeno.
b) Metafase II: Los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial.
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ A. Respiración Aeróbica: La mayoría de las células de plantas, animales, protistas, hongos y bacterias utilizan la respiración aeróbica para obtener energía a partir de la glucosa, la cual queda resumida en la siguiente reacción:
FADH2 genera 2 ATP. Si se suman todas las moléculas de ATP producidas se puede observar que en el metabolismo aerobio completo de una molécula de glucosa produce como máximo de 36-38 moléculas de ATP.
C6H12O6 + 6O2 + 6 H2O = 6 CO2 + 12 H2O + Energia (ATP)
B. Respiración Anaeróbica: Algunos tipos de bacterias que viven en el suelo o en aguas estancadas, donde el aporte de oxígeno es escaso, realizan exclusivamente la respiración anaerobia, que es similar a la aerobia en el hecho de que transfieren electrones de la glucosa al NADH, los cuales luego pasan por una cadena de transporte acoplada a la síntesis de ATP por quimiósmosis. Sin embargo, una sustancia inorgánica como el nitrato (NO 3-), o sulfato (SO4-) sustituye al oxígeno molecular como aceptor final de electrones. Los productos formados de este tipo de respiración anaerobia son dióxido de carbono, una o más sustancias reducidas y ATP.
Las reacciones químicas de la respiración aeróbica de la glucosa se pueden agrupar en cuatro etapas: a) Glucólisis: En donde la molécula de glucosa de 6 carbonos se convierte en dos moléculas de piruvato de 3 carbonos con la formación de ATP y NADH. Se lleva a cabo en el citoplasma de todas las células, hay ganancia de dos ATP y 2 NADH, no requiere oxígeno y se da en condiciones aeróbicas y anaeróbicas.
C6H12O6 + 12 KNO3 → 6CO2 + 6 H2O + 12 KNO 3 + ATP
b) Formación de Acetil CoA: En donde cada molécula de piruvato entra en la mitocondria y se oxida en una molécula de 2 carbonos (acetato) que se combina con la CoA, formando Acetil CoA; se produce NADH y se libera CO2 como producto de desecho.
2. Fermentación: Proceso catabólico, que es una vía anaerobia utilizada por algunos hongos y bacterias en la que no hay participación de una cadena transportadora de electrones, todo el ATP formado durante la fermentación se produce por fosforilación a nivel del sustrato durante la glucólisis (sólo 2 ATP por glucosa) siendo el producto final un compuesto orgánico, que es característico de los diversos tipos de fermentaciones (alcohólica, láctica, etc.)
c) Ciclo del ácido cítrico: En donde el acetato del acetil coenzima A se combina con una molécula de cuatro átomos de carbono, el oxalacetato, y se forma una molécula de 6 carbonos, el citrato. En el transcurso del ciclo, el citrato experimenta una sucesión de transformaciones químicas y se transforma en oxalacetato completándose el ciclo. Se produce 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH 2 y se libera CO2 como producto de desecho.
3. Quimiosíntesis: Proceso anabólico mediante el cual ciertos organismos vivos (sin clorofila), sintetizan sus alimentos utilizando como fuente de energía a moléculas inorgánicas. En otras palabras, si en la fotosíntesis se utiliza energía luminosa, en la quimiosíntesis se usa energía química. Por ejemplo: las sulfobacterias, ferrobacterias, nitrobacterias, etc.
d) Sistemas de transporte de electrones: Los electrones extraídos de la glucosa durante las etapas precedentes se transfieren del NADH y FADH2 a una cadena de compuestos aceptores de electrones.
2 SH SH2+ O2 → 2 S + 2 H2O + Energia Esta energía obtenida sirve para reducir el CO 2 y formar carbohidratos.
Rendimiento total de energía ·
2 H2S + CO2 + energia → 2 S + H2O + C6H12O6
En la glucólisis, la glucosa se activa con la adición de dos moléculas de ATP y se convierte por último en dos piruvatos + 2 NADH + 4 ATP, con la generación neta de dos moléculas de ATP.
·
Las dos moléculas de piruvato se metabolizan en 2 acetil CoA + 2 CO 2 NADH
·
En el ciclo del ácido cítrico, las dos moléculas de acetil CoA se transforma en 4 CO2 + 6 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP
·
La oxidación del NADH en el sistema de transporte de electrones genera 3 moléculas de ATP por cada NADH y la oxidación de cada molécula de
2
4. Fotosíntesis: Proceso anabólico que permite la formación de moléculas orgánicas utilizando energía, CO 2
+
Elementos que intervienen: intervienen: ·
· ·
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Pigmentos fotosintéticos agrupadas en dos fotosistemas: PI (700 nm) conformado por la clorofila “a” y PII (680nm) conformado por la clorofila “a” y “b”. La luz como fuente de energía. El agua como fuente de protones y electrones (fotólisis del H 2O)
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________
·
TEMA 4
El CO2 como fuente de carbono para la síntesis de nuevas moléculas.
Presenta dos fases:
TEJIDOS ANIMALES
a. Fase luminosa: La que implica la utilización de luz y agua. En esta fase se produce: 1. La fotofosforilación o síntesis de ATP. 2. La síntesis del poder reductor NADPH. 3. La fotolisis del agua (descomposición del agua en hidrógeno y oxígeno).
Un tejido es un grupo de células similares, que suelen tener un origen embrionario común y funcionan en conjunto para realizar actividades especializadas. La estructura y las características de cada tejido dependen de factores tales como la naturaleza del medio extracelular que rodea a las células así como las conexiones entre las células que componen el tejido. Los tejidos pueden ser de consistencia sólida (hueso), semisólida (grasa) o líquida (sangre) y se asocian para formar órganos como el corazón, el estómago, entre otros.
b. Fase oscura: Fase que no necesita de luz, utiliza la energía química obtenida en la fase luminosa para reducir el CO 2, nitratos y sulfatos para asimilar los bioelementos C, N y S, con el fin de sintetizar glúcidos, aminoácidos y otras sustancias. La fijación del CO 2 se produce cuando es recibido y fijado por una molécula de 5 átomos de carbono, dando lugar a una molécula de 6C inestable que se divide en dos moléculas de 3C a partir de las cuales, la célula fotosintética produce glucosa. A esta etapa se le conoce como el modelo fotosintético C 3 o de Calvin Benson, reacción que es catalizada por la enzima Ribulosa difosfato carboxilasa (RUBISCO). Este proceso se lleva a cabo en las células del mesófilo de la hoja. El modelo fotosintético C 4 se lleva a cabo en las células del mesófilo y células de la vaina de la hoja y permite la fijación del CO 2 por la enzima fosfoenol piruvato carboxilasa (PEP), para dar un compuesto de 4C a nivel de las células del mesófilo y llevar el CO 2 a las células de la vaina donde es fijado por la Ribulosa difosfato carboxilasa y seguir el modelo fotosintético C 3 para producir glucosa. Las plantas C 4 (maíz, sorgo, caña de azúcar) son más eficientes en la fijación del CO 2 que las plantas C 3.
Componentes de un tejido ·
Células: Son los componentes vivos del tejido que determinan su función.
·
Sustancia intercelular o intersticial: Se encuentra entre las células que constituyen un tejido, son los componentes inertes que sirven de sostén y soporte. Presenta una parte amorfa formada por el líquido tisular o fluido que lubrica y nutre a las células de los tejidos y una parte constituida por fibras. La composición química de la sustancia intersticial determina las características de cada tejido.
Métodos de estudio de los tejidos animales El más usado es el de la técnica histológica, la cual consiste en un conjunto de operaciones a que se somete una materia organizada, a fin de que sea posible su estudio por medio del microscopio, posibilitando la observación de estructuras no visibles al ojo humano.
Importancia de la fot osíntesis · Síntesis de carbohidratos. · Liberación de oxígeno al ambiente que luego es utilizado en la respiración.
Comprende los siguientes pasos:
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1.
Obtención de la muestra: La muestra biológica es una parte o porción del ser vivo que es tomada para su estudio. La muestra puede ser liquida o sólida.
2.
Fijación: Es un método para la preservación de la morfología y la composición química de las células y los tejidos. Consiste en producir la muerte de las células, de manera tal, que sus estructuras se conserven con un mínimo de modificaciones. Asimismo, algunos métodos tratan de conservar intacta su composición química. El fijador más utilizado es el formol al 10%.
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ 3.
4.
5.
6.
Inclusión: Para la obtención de co cortes rtes finos es un requisito indispensable que el tejido haya sido previamente endurecido hasta un cierto punto, cuanto mayor sea la firmeza del tejido, tanto más delgado resulta el corte histológico. Con el fin de endurecer los tejidos se puede utilizar parafina.
· · ·
Corte: Los tejidos deben ser cortados en láminas delgadas para posibilitar su observación con el microscopio, los instrumentos utilizados para la obtención de cortes son los micrótomos. Básicamente, todos los tipos de micrótomo constan de una navaja muy afilada que seccionará el taco histológico y un mecanismo de avance automático regulable de a unos pocos micrones (usualmente entre 5 y 7 micrones).
· ·
Sus células descansan sobre la membrana basal que sirve de apoyo para el epitelio. Es avascular (no posee vasos sanguíneos ni linfáticos). Se nutre por difusión a partir de vasos sanguíneos del tejido conjuntivo subyacente. Están inervados por terminaciones nerviosas libres. Sus células se renuevan constantemente.
Clasificación
Coloración: Para ello se utilizan colorantes que son sustancias químicas que se utilizan para teñir muestras biológicas (células, tejidos) y conseguir una mejor visualización de sus estructuras. Los colorantes pueden ser naturales o artificiales.
Teniendo en cuenta la función, ubicación y disposición del tejido epitelial, este se clasifica en dos grandes grupos que son:
a) Epitelio de Revestimiento b) Epitelio Glandular c) Epitelios Especiales
Montaje: Consiste en colocar sobre el corte histológico ya coloreado una delgada lámina de vidrio llamada cubreobjetos, el cual se adhiere con adhesivo transparente: el bálsamo de Canadá, lo que permite conseguir el montaje definitivo y permanente. Quedando la muestra de esta manera, lista para su observación en el microscopio.
1. Epitelio de Revestimiento: Se localiza en la parte externa del cuerpo y en la superficie externa de algunos órganos internos. Según el número de capas celulares que posee se clasifica en dos tipos:
Monoestratificado: Formado por una sola capa de células. A. Simple o Monoestratificado:
Clasificación de los t ejidos Todos los tejidos del cuerpo de acuerdo a sus características análogas se les agrupa en cuatro tejidos básicos o fundamentales: Tejido epitelial. Tejido conjuntivo o conectivo. · Tejido nervioso. · Tejido muscular.
·
Epitelio simple plano, se localiza en alveolos pulmonares, endotelio de los vasos sanguíneos, mesotelios, hoja parietal de la cápsula de Bowman. Permite el intercambio de sustancias. Ej. O 2, CO2 y sustancias nutritivas.
·
Epitelio simple cúbico, se encuentra en los tubos colectores del riñón, plexo coroideo, conductos glandulares, epitelio pigmentario de la retina. Su función es la de absorción y secreción.
·
Epitelio simple cilíndrico, cilíndrico, existen dos tipos: no ciliado, se localiza en gran parte del tubo digestivo (estómago, intestino delgado e intestino grueso), vesícula biliar, sus funciones están relacionadas con la secreción de moco y la absorción de sustancias; ciliado, se localiza en el epitelio de la trompa uterina, en pequeños bronquios y en los senos paranasales, su función es la de movimiento y protección.
· ·
TEJIDO EPITELIAL Es un tejido constituido por abundantes células poco diferenciadas entre las cuales hay escasa sustancia intercelular.
B. Estratificado o poliestratificado: Está formado por dos o más capas de células, se localiza en la epidermis de la piel, epitelio de la cavidad oral, esófago, ano, vagina, glande, cornea. Su función básicamente es la de protección.
Características ·
Presenta células de forma geométrica: planas, cúbicas y cilíndricas.
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ 2. Epitelio Glandular: Forma el parénquima de las glándulas, es decir la parte funcional de una glándula, la cual esta formada por una o más células epiteliales especializadas en la producción y secreción de sustancias como moco, saliva, leche, hormonas, enzimas. Las glándulas se clasifican en: -
-
-
-
TEJIDO CONJUNTIVO
Glándulas endocrinas o de secreción interna: Están desprovistas de conducto excretor y liberan sus productos de secreción en el líquido tisular que las rodea, y de aquí son transportadas a la sangre a través de los capilares sanguíneos. Aquí se encuentran las glándulas productoras de hormonas (hipófisis, tiroides, paratiroides, etc.).
Llamado también conectivo, es un tejido formado por células de diferentes tipos con abundante matriz extracelular (sustancia intersticial). Son los tejidos que se encargan de unir entre sí a los demás tejidos proporcionándoles sostén y nutrición. Es el tejido que tiene más amplia distribución en todo el cuerpo.
Componentes: Comprende dos grandes grupos: 1. Células: Las células del tejido conjuntivo pueden ser residentes (fijas) o errantes (libres).
Glándulas exocrinas o de secreción externa: Son aquellas glándulas que poseen dos porciones: una secretora (adenómero) y una excretora. La porción secretora elabora el producto de secreción y el conducto excretor lo libera hacia la superficie del organismo o al interior de un órgano hueco. Ej. glándulas salivales, mamarias, sudoríparas, sebáceas.
A. Las células que conforman la población población celular residente o fija son estables, se mueven poco.
Glándulas mixtas o anficrinas: Son aquellas glándulas que poseen una porción endocrina y otra exocrina. El páncreas es un típico ejemplo de glándula anficrina ya que libera enzimas digestivas hacia la luz del tubo digestivo (secreción exocrina) y hormonas como la insulina hacia la sangre (secreción endocrina); otros ejemplos son: el hígado, los ovarios y los testículos
a) Fibroblastos: Son las células representativas del tejido conjuntivo, sintetizan las fibras (colágenas, reticulares, elásticas) y la sustancia fundamental. Intervienen en la reparación de los tejidos lesionados (cicatrización de las heridas). b) Macrófagos: Son células fagocíticas derivadas de los monocitos, también conocidos como histiocitos. Su función es la defensa.
3. Epitelios Especiales: El epitelio seudoestratificado y el epitelio de transición son clasificaciones especiales de epitelio: ·
·
c)
Epitelio seudoestratificado: seudoestratificado: Este epitelio parece estratificado porque algunas células no alcanzan la superficie libre, pero todas se apoyan sobre la membrana basal. Por lo tanto es un epitelio simple. Se localiza en las fosas nasales, tráquea, laringe y bronquios primarios, en la cual realiza funciones de secreción de moco, purificación del aire inspirado; además, se ubica en el conducto deferente.
-
Mastocitos: Se desarrollan en la medula ósea y se diferencian en el tejido conjuntivo, se les denomina también células cebadas. Presenta granulaciones que contienen heparina e histamina. Su función es la defensa.
d) Adipocitos: Es una célula del tejido conjuntivo especializada en el almacenamiento de lípidos neutros y en la producción de varias hormonas.
Epitelio de transición: Es una designación aplicada al epitelio que reviste las vías urinarias denominado urotelio, que es un epitelio estratificado con características morfológicas específicas de sus células que cambian de forma y posición lo que le permite la distensión al órgano.
B. La población celular celular transitoria, libre o errante consiste principalmente en células que han emigrado al tejido desde la sangre en respuesta a estímulos específicos. a) Linfocitos: Participan principalmente en las respuestas inmunitarias.
Funciones: -
Sensitiva (neuroepitelios). Intercambio gaseoso por difusión (alveolo pulmonar).
b) Plasmocitos: También denominadas células plasmáticas, son células productoras de anticuerpos derivadas del linfocito B.
Revestimiento de superficies (epidermis). Protección contra daño mecánico, evaporación y entrada de microorganismos (epidermis). Revestimiento y absorción (epitelio del intestino). Secreción (diversas glándulas).
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ c)
Eosinóflos, monocitos y neutrófilos, que migran con rapidez desde la sangre hacia el tejido conjuntivo, en particular los neutrófilos y los monocitos, su presencia en general indica una reacción inflamatoria.
a) Tejido adiposo amarillo ó unilocular: El adipocito presenta en su citoplasma una sola gota de grasa, su núcleo es excéntrico. Almacena grasas neutras o triglicéridos. Se distribuyen por todo el cuerpo y su acumulación en ciertas regiones depende del sexo y la edad del individuo. Funciones: reserva energética, modela la superficie corporal, protección y termoaislante.
Extracelular: Es elaborada por los fibroblastos, su consistencia depende de 2. Matriz Extracelular: la cantidad y calidad de sus componentes. Está constituida por:
b) Tejido adiposo pardo o multilocular: El adipocito es pequeño de forma poliédrica, núcleo central y citoplasma con numerosas gotitas de grasa. Su color se debe a la presencia de abundantes mitocondrias. Poco frecuente en el adulto, en el recién nacido localizado en ciertas zonas, es más abundante y útil en los animales que hibernan. Interviene en la generación de calor cuando el organismo lo requiere.
a) Sustancia fundamental: Incolora, transparente, formada por complejos de glucosaminoglucanos y proteínas, asociados a glucoproteínas estructurales, agua y sales. b) Fibras: Tres tipos de fibras: colágenas (mas abundantes), elásticas (ondulantes) y reticulares (finas en forma de red).
B. Tejido Cartilaginoso: Es un tejido de consistencia semirrígida, presenta pocas células denominadas condrocitos y abundante sustancia intercelular llamada matriz cartilaginosa. Es un tejido avascular y carece de inervación, asimismo posee un metabolismo bajo. Esta cubierto por una membrana externa llamada pericondrio, la cual posee vasos sanguíneos que permiten la nutrición por difusión del cartílago. El tejido cartilaginoso se clasifica en:
Clasificación 1. Conjuntivo propiamente dicho: Puede ser: a) Laxo: Llamado también areolar. Es el tejido más común y más ampliamente distribuido en el cuerpo. Se localiza en la dermis papilar, rodeando vasos sanguíneos y nervios. Función: soporte, nutrición, defensa, reparación de heridas.
a) Cartílago hialino: Es el más abundante, presenta fibras colágenas muy finas y escasas así como algunas fibras elásticas. Es semitransparente de color blanco azulado y translúcido, células con abundante glucógeno y lípidos. Se ubica en la pared de las fosas nasales, tráquea, bronquios, extremidad ventral de las costillas y recubriendo articulaciones móviles (cartílago articulado).
b) Denso: Constituido por una gran cantidad de haces gruesos de fibras colágenas. Se encuentra en tendones, ligamentos, dermis reticular, periostio, pericondrio. Función: sostén y resistencia a la tracción.
2. Conjuntivo especializado: Son los siguientes:
b) Cartílago fibroso: Se le denomina también fibrocartílago, presenta haces gruesos de fibras colágenas, no existe pericondrio, se encuentra en los discos intervertebrales, sínfisis púbica, zonas de unión de algunos tendones al hueso, y meniscos de la rodilla.
a) Elástico: Formado por abundantes haces de fibras elásticas paralelas. Se encuentra en estructuras que deben expandirse y recuperar su tamaño original. Por ejemplo el tejido pulmonar y las paredes de las grandes arterias. Función: elásticidad.
c)
b) Reticular: Está constituido en su mayor parte por fibras reticulares entrelazadas. Forma el estroma de sostén de muchos órganos como el hígado, bazo y ganglios linfáticos. Función: sostén.
Cartílago elástico: Se caracteriza por la presencia de numerosas fibras elásticas, se localiza en el pabellón auricular, trompa de Eustaquio y algunos cartílagos de la laringe (epiglotis, corniculados y cuneiformes).
Funciones: Soporte a tejidos blandos, revestimiento de la superficie articular, y permite el crecimiento de los huesos largos.
3. Variedades de Tejido Conjuntivo
C. Tejido Óseo: Es un tejido con abundante matriz extracelular (determina las características del tejido) y de consistencia rígida. Forma la estructura esquelética que sostiene y protege a los órganos del cuerpo.
A. Tejido Adiposo: Es una variedad de tejido conjuntivo donde predominan las células adiposas o adipocitos, que almacenan grasas neutras. Es ricamente inervado y vascularizado. De acuerdo a la estructura de sus células y por su localización, color y función se divide en:
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ Componentes:
El periostio es una membrana de tejido conjuntivo muy vascularizada e inervada que recubre el hueso en su parte externa, excepto en lugares de inserción de ligamentos, tendones y superficies articulares.
a) Células: Son de los siguientes tipos: ·
Osteoblasto: Sintetiza la porción orgánica de la matríz, se dispone formando el borde osteoide sobre la superficie de osificación.
El endostio es una membrana de tejido conjuntivo laxo que reviste al hueso en su parte interna. Permite la nutrición del hueso.
·
Osteocito: Constituye la célula representativa del tejido óseo. Son los osteoblastos rodeados por la matriz ósea, posee prolongaciones citoplasmáticas que comunican entre sí a los osteocitos. Carecen de reproducción, permiten el intercambio con la sangre de sustancias nutritivas y desechos.
Funciones:
·
-
Osteoclasto: Célula móvil, de gran tamaño y multinucleada por fusión de monocitos. Se localiza en pequeñas depresiones llamadas lagunas de Howship. Son los encargados de la reabsorción ósea (remodelación de la matriz ósea), proceso muy importante para el crecimiento y reparación del hueso.
-
D. Tejido Sanguíneo: Es el tejido líquido de color rojo formado por la sangre, que se caracteriza por ser más densa y viscosa que el agua, posee un pH de 7,4. El volumen de la sangre representa el 8% del peso corporal. La sangre tiene dos componentes el plasma que contiene sustancias disueltas (55%) y los elementos formes que son los leucocitos, hematíes y plaquetas; que constituyen el 45%.
b) Matriz ósea: Constituida por los siguientes tipos: · ·
Protección de órganos internos vitales. Interviene en la locomoción. Reservorio de sustancias inorgánicas (calcio, fósforo) y orgánicas (lípidos). Reservorio energético (médula ósea amarilla).
Porción inorgánica: Formada principalmente por fosfato de calcio, el cual forma cristales de hidroxiapatita.
a) Elementos formes de la sangre: Constituyen las células del tejido sanguíneo, son:
Porción orgánica: Constituida por colágeno, proteoglicanos y glucoproteínas.
·
Clasificación Clasificación del Tejido Óseo: a)
Tejido óseo esponjoso: Formado por una red tridimensional de trabéculas óseas ramificadas que delimitan un laberinto de espacios intercomunicados ocupados por médula ósea roja, se localiza en la zona central de la epífisis de los huesos largos, y en la zona central de los huesos planos y cortos. Carecen de unidad estructural, es decir no presentan osteona.
b)
Tejido óseo compacto: Consta de unidades llamadas osteonas, dentro de cada una de ellas los osteocitos están dispuestos en capas concéntricas llamadas laminillas óseas, constituidas por la matriz. A su vez, las laminillas rodean canales microscópicos centrales, los conductos de Havers; capilares y nervios recorren estos conductos. Así, cada osteona consta de un vaso sanguíneo central, laminillas circundantes y osteocitos.
Glóbulos rojos, hematíes ó eritrocitos: vistos de perfil tienen forma de disco bicóncavo y vistos de frente son discoidales, son flexibles y pueden doblarse y plegarse conforme circulan por el torrente sanguíneo, en los mamíferos no presentan núcleo cuando son maduros (excepto en los camellos), su tiempo de vida es aproximadamente 120 días, no se reproducen, su color rojo se debe a la presencia del pigmento respiratorio hemoglobina. En el varón su cantidad aproximada es de 5 millones/mm 3 y en la mujer es de 4 millones/mm 3. El incremento de eritrocitos se denomina eritrocitosis y su disminución eritropenia. Función: Su función es realizar el transporte de O 2 (80%) y CO2 (20 %).
·
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Glóbulos blancos ó leucocitos: Son células incoloras (no poseen hemoglobina), tienen forma esférica y presentan núcleo, el tiempo de vida es de horas, meses o años. El número de leucocitos es de 5 000 - 10 000 por mm 3. Al aumento de leucocitos se denomina leucocitosis y su disminución leucopenia. El número de glóbulos blancos disminuye con las enfermedades.
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ La clasificación de los glóbulos blancos se da por la presencia o ausencia de gránulos: Ø
Granulocitos: Poseen granulaciones específicas en su citoplasma. Se les llama también polimorfonucleares (PMN) por presentar su núcleo segmentado en lóbulos. Son de 3 tipos: o
o
o
Ø
·
Neutrófilos, con núcleo segmentado en varios lóbulos, granulaciones muy finas en su citoplasma, constituyen la primera línea de defensa celular contra la invasión de microorganismos. Un Incremento en su número puede indicar infecciones bacterianas o quemaduras.
b) Plasma sanguíneo: Es la porción líquida de la sangre que forma parte del líquido extracelular, es de color amarillo ámbar. Está compuesto por 92% de agua y 8% de solutos siendo la mayor parte proteínas.
Eosinófilos, con núcleo bilobulado, citoplasma con gránulos voluminosos de color naranja. El incremento en su número puede indicar reacciones alérgicas e infecciones parasitarias.
Funciones del Tejido Sanguíneo: -
Basófilos, con núcleo segmentado de forma irregular, presenta gránulos de color azul oscuro en el citoplasma y cubriendo al núcleo. Su incremento puede indicar reacciones alérgicas, leucemia, neoplasias.
Agranulocitos: Carecen de granulaciones específicas en el citoplasma. Son de dos tipos: o
o
Plaquetas: Se originan en la médula ósea roja. Son pequeños fragmentos del citoplasma de una célula gigante llamada megacariocito, no presentan núcleo. Tienen forma discoidal y un tiempo de vida de 8 - 10 días. El número de plaquetas es de 200000 – 400000/ mm3. Su aumento se denomina trombocitosis y su disminución trombocitopenia. Intervienen en la hemostasia que es una serie de eventos que detiene una hemorragia, cada vez que se lesiona un vaso sanguíneo para evitar la pérdida de sangre.
Respiratoria Nutritiva Transporte Defensa Reguladora (pH, equilibrio hídrico) Excretora Termorreguladora
Monocitos, presentan un núcleo de forma arriñonada, son los leucocitos de mayor tamaño, emigran de la sangre transformándose en macrófagos en los tejidos, formando complejos antígeno-anticuerpo con bacterias y virus, también participan en la limpieza del organismo, eliminando células viejas (eritrocitos) o lesionadas y residuos celulares. Un incremento puede indicar tuberculosis, infecciones virales o fúngicas.
TEJIDO MUSCULAR
Linfocitos, su núcleo es redondo y se tiñe de forma intensa, son los leucocitos más pequeños. Participan en procesos inmunológicos. Se producen en la médula ósea roja así como en los tejidos linfoides. Son de tres tipos: linfocitos T (encargados de la inmunidad celular), linfocitos B (encargados de la inmunidad humoral), linfocitos NK actúan contra células tumorales evitando la producción de tumores.
·
Es el tejido formado por células especializadas en la contracción muscular. Produce los movimientos del cuerpo, mantiene la postura y genera calor.
Característicasgenerales: · · · ·
Presenta abundantes células, llamadas miocitos o fibras musculares. Posee escasa sustancia intercelular. Es muy vascularizado. Posee inervación. Sus células no se reproducen.
Propiedades: 1. Excitabilidad: Capacidad de generar potenciales de acción o impulsos nerviosos en respuesta a estímulos.
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ A. NEURONA
2. Contractibilidad: Es la capacidad de la fibra muscular de reducir su longitud y aumentar en grosor, conservando su volumen.
·
3. Elasticidad: Capacidad de la fibra muscular de recuperar su forma inicial una vez concluida la contracción. 4.
· ·
Tonicidad: Capacidad de la fibra muscular de conservar un estado prolongado de semicontracción involuntaria.
· ·
Clasificación: El tejido muscular se clasifica en tres tipos:
Es la unidad estructural y funcional del tejido nervioso. Es la célula nerviosa especializada en la generación, conducción y transmisión de los impulsos nerviosos. Tienen formas variadas: redondeadas, ovaladas, estrelladas, piramidales, etc. Su tamaño es variable: pequeñas (cerebelo) y grandes (ganglios). El conjunto de neuronas constituyen la sustancia gris de los centros nerviosos (cerebro, cerebelo y médula espinal).
En la neurona se puede distinguir dos partes fundamentales:
a) Tejido muscular esquelético: Se denomina así porque está unido a los huesos del esqueleto, presenta estriaciones transversales formando bandas claras y oscuras alternantes dentro de la fibra muscular. Sus células o fibras fibras musculares son cilíndricas y presenta varios núcleos, localizados periféricamente. Es un tejido voluntario porque se puede contraer o relajar de manera consciente, su unidad funcional es la sarcómera. Su localización es en el sistema muscular esquelético, músculo de la faringe y laringe, tercio superior del esófago y la musculatura de la lengua.
1. Cuerpo celular: Llamado también soma o pericarión, es la parte de mayor volumen de la célula contiene al núcleo rodeado por citoplasma en el cual se encuentran los organelos habituales entre ellas los corpúsculos de Nissl (RER). 2. Prolongaciones: Son ramificaciones del cuerpo neuronal. Son las dendritas y el axón. a) Dendritas: Son prolongaciones muy finas cortas y ramificadas del cuerpo celular, junto con el soma constituyen la principal superficie receptora entre neuronas y las prolongaciones de otras neuronas (sinapsis).
b) Tejido muscular cardiaco: Es el principal tejido del corazón, presenta células cilíndricas pequeñas ramificadas con estriaciones transversales y con uno o dos núcleos de posición central, su unidad funcional la sarcómera, Es un tejido involuntario. Una característica del tejido muscular cardiaco es la presencia de discos intercalares que son uniones especializadas entre las fibras. Se localiza en el miocardio del corazón.
b) Axón o cilindro eje: Es una prolongación única gruesa y de gran longitud que termina en una arborización llamada telodendrón. El axón a lo largo de su recorrido emite ramificaciones (axones colaterales). Los axones pueden ser amielínicos o mielínicos . Cuando son mielínicos están envueltos por una capa de mielina (vaina de Schwann) aislante y de color blanco, que se interrumpe de tramo a tramo, delimitando espacios llamados las estrangulaciones o nodos de Ranvier. La conducción del estímulo nervioso es más rápida en los axones que presentan mielina. El axón y sus ramificaciones son las principales vías de transmisión de las neuronas, a través de los cuales se comunican con las otras células neuronas y los tejidos (músculos y glándulas).
c) Tejido muscular liso: No presenta estriaciones transversales, sus células son fusiformes, y con un solo núcleo central. Es un tejido involuntario. No presenta sarcómera. Su localización es en las paredes del tubo digestivo, vasos sanguíneos y algunos otros órganos internos como el el útero, la vejiga, etc. Sarcómera: Es la unidad anatómica y funcional del tejido muscular estriado, formada de actina (banda clara) y miosina (banda oscura). La contracción del músculo consiste en el deslizamiento de los miofilamentos de actina sobre los miofilamentos de miosina.
Clases de neuronas: TEJIDO NERVIOSO
a) Según el número de prolongaciones prolongacione s tenemos:
Tejido altamente especializado, encargado de la conducción y transmisión de los impulsos nerviosos, es muy vascularizado. Está constituido por dos tipos de células las neuronas y las neuroglias.
·
30
Unipolares: Poseen una sola prolongación que sale del cuerpo neuronal, esta se divide en dos ramas (seudounipolar), una se dirige hacia el sistema nervioso central y otra hacia el área sensorial del cuerpo. Las neuronas sensitivas son de este tipo.
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________
·
Bipolares: Presentan un axón y una sola dendrita. Este tipo de neurona se encuentra en la retina del ojo, en el oído interno y la mucosa olfatoria.
·
Multipolares: Poseen un axón con muchas dendritas. La mayor parte de las neuronas situadas en el encéfalo y en la médula espinal son de este tipo.
·
b) Neuroglia del Sistema Nervioso Periférico:
b) Según la función que desempeñan: ·
·
·
Neuronas Aferentes (Sensitivas): Transmiten el impulso nervioso sensitivo desde los órganos receptores de los sentidos a los centros nerviosos (encélalo y medula espinal). Neuronas Eferentes (Motoras): Conducen los impulsos nerviosos motores desde el encéfalo y la médula médula espinal a los órganos efectores efectores (músculo o glándula).
·
Microglia: Son muy pequeñas y presentan escasas prolongaciones que emiten numerosas proyecciones en forma de espinas. Cumple funciones fagocíticas como eliminar detritos celulares, microorganismos y tejido nervioso dañado.
Células Satélite: Son células aplanadas que rodean a los cuerpos celulares de las neuronas de los ganglios del SNP. Proporcionan soporte estructural y regulan el intercambio de sustancias entre los cuerpos neuronales y el líquido intersticial.
A. TEJIDO MIELOIDE Después del nacimiento queda alojado en las cavidades de los huesos. En el adulto se encuentran dos clases de médula ósea: médula ósea roja y médula ósea amarilla.
a) Neuroglía de Sistema Sistema Nervioso Central:
Oligodendrocitos: Se asemejan a los astrocitos, pero son más pequeñas y tienen menor cantidad de prolongaciones. Son responsables de la formación y mantenimiento de la vaina de mielina que se ubica alrededor de los axones del SNC.
·
Se denomina así al tejido que se encarga de la producción de las células sanguíneas. En la vida postnatal, está constituido por el tejido mieloide y el tejido linfático.
Son células que se encargan de sostener, proteger, nutrir y reparar a las neuronas. Son células de menor tamaño que las neuronas, pero son entre 5 y 50 veces más numerosas. A diferencia de las neuronas, las neuroglias no generan generan impulsos nerviosos, tienen reproducción (mitosis), en caso de daño a las neuronas las neuroglias se pueden multiplicar para rellenar los espacios que anteriormente ocupaban las neuronas.
·
Célula de Schwann: Rodean a los axones del SNP formando la vaina de mielina.
TEJIDO HEMATOPOYÉTICO
B. NEUROGLIA
Astrocitos: Son las neuroglias más grandes, largas y numerosas; tienen forma de estrella con muchas prolongaciones. Proporcionan nutrición a la neurona.
·
Sinapsis: Es la comunicación que se da entre neuronas y por la que se realiza la transmisión del impulso nervioso, esta transmisión es realizada generalmente mediante los neurotransmisores . El neurotransmisor más común es la Acetil colina.
Neuronas Asociativas (Interneuronas): establecen conexiones entre neuronas sensitivas y las neuronas motoras.
·
Células epéndimarias: Tienen forma cúbica o cilíndrica con microvellosidades y cilios, se encuentran revistiendo los ventrículos del encéfalo y el conducto central de la médula espinal. Contribuyen a la circulación del líquido cefalorraquídeo.
a) Médula Ósea Roja: Encargada de producir casi todas las células sanguíneas. Debe su color al gran número de glóbulos rojos que contiene en sus diversas etapas de su desarrollo. En el adulto se encuentra medula ósea roja en las cavidades de los huesos esponjosos como los del cráneo, costillas, esternón, vértebras, pelvis y huesos largos. b) Médula Ósea Amarilla: Debe su color a la gran cantidad de grasa que contiene. Si se presenta la necesidad urgente de aumentar la producción de células sanguíneas, parte de la médula ósea amarilla se convierte en médula ósea roja.
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ B. TEJIDO LINFÁTICO
Según su organización e histogénesis, los meristemos apicales presentan los siguientes modelos:
Es el tejido que se encarga de producir y almacenar linfocitos, proteger a los organismos vertebrados de las macromoléculas exógenas. Forma parte de los siguientes órganos: timo, bazo, amígdalas, ganglios linfáticos.
o
o
o
TEMA 5
o
TEJIDOS VEGETALES
De los cuales, solo desarrollaremos los modelos de los tres histógenos y Túnica – corpus. Ø
Las plantas están constituidas por diversos tipos de tejidos, las células que constituyen estos tejidos, se caracterizan por presentar una pared celular por encima de la membrana celular.
Los tres histógenos El meristemo apical se divide en dos regiones: el promeristemo que comprende las células iniciales apicales y células vecinas y la zona meristemática: en la que se pueden distinguir los tres meristemos básicos: el Dermatógeno (es el estrato celular más externo, del cual deriva la epidermis), el Periblema o meristemo fundamental (que origina la corteza) y el Pleroma o Procambium (es la más interna, da origen al cilindro vascular y al parénquima medular).
Tipos de tejidos: Los tejidos en las plantas superiores se clasifican en tejidos primarios y tejidos secundarios. 1. Tejidos primarios: Son aquellos tejidos que provienen del meristemo apical o promeristemo y son de dos tipos:
Ø
A. Tejidos primarios simples: Son aquellos tejidos que están formados por un solo tipo celular, aquí se encuentran los meristemos, parénquimas, colénquima y esclerénquima. a) Meristemos: Son tejidos cuyas células se encuentran en constante división. Se encuentran en los ápices y las partes laterales de la raíz y del tallo, así como también entre los tejidos maduros y son los encargados del crecimiento en longitud y grosor de la planta. Las células meristemáticas se caracterizan por estar formadas por células de pared delgada, generalmente de forma isodiamétrica, con núcleo grande y central y en constante mitosis. Unas células hijas continúan como meristemos y las otras se diferencian en los tejidos de la planta. De aquí derivan todos los demás tejidos del cuerpo de la planta. Los meristemos son de tres tipos: ·
Células iniciales tetraédricas apicales, en Criptógamas vasculares. Los tres histógenos, en meristemos radicales de plantas Fanerógamas y meristemos caulinares de algunas Gimnospermas. Túnica – Corpus, en ápices caulinares de Angiospermas. Grupo apical de células iniciales y células madres, en el ápice de la mayoría de Gimnospermas.
Meristemos apicales: Dan origen al cuerpo primario de la planta, están situados en los ápices del tallo y raíz.
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Túnica – corpus En el meristemo apical del tallo la organización es más compleja que en la raíz, porque además de incorporar células al cuerpo primario de la planta, el meristemo apical interviene también en la formación de los primordios foliares y yemas. El ápice vegetativo del tallo de la mayoría de las plantas posee lo que se ha denominado un tipo de organización túnicacorpus, estas dos regiones se distinguen normalmente por sus planos de división celular. La túnica consta de una o varias capas externas de células que se dividen anticlinalmente (división en plano perpendicular a la superficie del meristemo. Contribuyen fundamentalmente al crecimiento en superficie. El corpus, está formado por un grupo de células que se extienden por debajo de las capas de la túnica, se dividen en varios planos que proporcionan volumen al tallo en desarrollo. Al igual que en la raíz, el meristemo apical del tallo origina los tres histógenos: la protodermis, el meristemo fundamental y el procambium respectivamente.
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ Funciones: Originan al cuerpo primario de la planta. Permiten el crecimiento en longitud de la planta. ·
superior y se compone de una a varias capas de células de forma cilíndrica, dispuestas perpendicularmente a la superficie de la hoja; y el parénquima esponjoso que se halla en la cara inferior (debajo de la epidermis del envés) y está formado por células de forma irregular, con espacios intercelulares bastante amplios, los que se hallan en comunicación con los estomas. Las células de ambos parénquimas son vivas, con abundantes cloroplastos, siendo estos, en mayor número en el parénquima en empalizada. El parénquima clorofiliano también se encuentra en tallos y otros órganos (raíces y tubérculos) expuestos accidentalmente a la luz.
Meristemos intercalares: Son zonas de tejido primario, en crecimiento activo, que se encuentran en la base de los entrenudos de las ramas y en las vainas de las hojas de muchas plantas Monocotiledóneas. Sobre todo gramíneas como Zea mays “maíz”. Función: Permiten el crecimiento en longitud de la planta.
·
Meristemos laterales: Dan origen al cuerpo secundario de la planta, hacen crecer en grosor a la planta. Se sitúan en los costados del tallo y la raíz. Sus células son delgadas, prismáticas y cúbicas. Son de dos tipos: el Cambium vascular o Desmógeno que origina xilema y floema secundario y, el Cambium suberoso o felógeno que origina a la felodermis y el súber, felema o corcho. Primero se origina el cambium vascular y después el cambium suberoso. Las plantas Angiospermas Monocotiledóneas nunca desarrollan meristemos laterales, por tanto estas plantas no desarrollan tejidos secundarios.
Función: El parénquima clorofiliano lleva a cabo el proceso de la fotosíntesis (síntesis de hidratos de carbono). ·
Función: Permiten el crecimiento en grosor de la planta. b) Parénquimas: El parénquima es el tejido fundamental de los órganos esenciales de la planta, es un tejido de relleno, que se caracteriza por hallarse compuesto por células relativamente sin especialización. Las células parenquimáticas son células vivas presentan formas isodiamétricas alargadas y poliédricas, de paredes celulares primarias por lo general delgadas, con grandes vacuolas con jugo celular diverso. Llevan a cabo una gran variedad de funciones, incluso, pueden cambiar de función o combinar varias de ellas; sin embargo pueden estar especializados y cumplir funciones específicas como: fotosíntesis, almacenamiento, respiración, secreción, y excreción. También sirven para dar solidez general a la planta gracias a la turgencia de las células por la vacuola osmóticamente activa; así como la cicatrización de las heridas y generación de tejidos.
Funciones: ·
Tipos de parénquima ·
Parénquima aerífero: Son tejidos que se encuentran provistos de amplios espacios intercelulares, llamados cámaras aeríferas, y que en conjunto constituyen el parénquima aerífero como por ejemplo en el tallo y raíz del “botón de oro”. El parénquima aerífero se halla en comunicación con los estomas, facilitando de esta manera el intercambio gaseoso. Además, los espacios intercelulares o cámaras aeríferas forman un sistema continuo desde las hojas hasta las raíces, por este motivo, el oxígeno puede difundirse desde el punto de mayor concentración, localizado en las hojas hasta los lugares de escasez en los tejidos carentes de cloroplastos. Se localiza en la raíz, tallos y hojas de plantas palustres y acuáticas.
Facilita el intercambio gaseoso entre los órganos de la planta y el medio ambiente. Sirve de soporte y flotación en plantas acuáticas.
Parénquima reservante o almacenador: En este parénquima las células contienen grandes vacuolas con jugo celular conteniendo abundante material nutricio. La principal sustancia de reserva es el almidón, también se hallan otras sustancias como: amidas proteínas, azúcares y aceites. Está presente en todos los órganos de la planta. Función: Almacena sustancias nutritivas.
Parénquima clorofiliano o asimilador: Se encuentra generalmente en las hojas. En ellas este parénquima se halla entre la epidermis del haz y del envés. Está formado por el parénquima en empalizada: que se dispone por debajo de la epidermis de la cara
·
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Parénquima acuífero: Se halla constituido por células vivas de tamaño particularmente grande, de paredes delgadas; estas células tienen citoplasma parietal y una gran vacuola central de contenido acuoso o algo mucilaginoso. El mucílago aumenta conside-
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ rablemente la capacidad de absorción y retención de agua. Se encuentra en tallos, hojas y tubérculos de algunas plantas de climas secos y desérticos, que soportan largos períodos de sequedad, como los tallos de Cactáceas, hojas de Agave, Aloe, tubérculos de Oxalis, etc.
·
Células pétreas: Llamadas también esclereidas o escleritos, se clasifican en: o
Función: Almacenamiento de agua. o
c) Colénquima: Es el tejido que sirve para dar resistencia mecánica a los órganos jóvenes en crecimiento. Está constituido a base de celulosa y sustancias pépticas y alto contenido de agua, no presenta lignina, se encuentra generalmente debajo de la epidermis en los tallos y hojas, sus células son vivas, a veces con cloroplastos. Sus paredes celulares presentan engrosamiento diferencial en la pared celular primaria, no presenta pared celular secundaria. El colénquima le permite al órgano crecer.
o
o
Presenta los siguientes tipos: o
·
·
·
·
Angular: El engrosamiento es en los ángulos, es decir, en los encuentros de tres o más células resultando un contorno interno de la pared (luz celular) poligonal, en estos casos los espacios intercelulares faltan casi por completo, se observa en tallos de papa, zapallo, uva, mora y beterraga.
·
Braquiesclereidas: De forma isodiamétrica, son las verdaderas células pétreas, se presentan en la pulpa de frutos como la pera y el membrillo. Astroesclereidas: La pared celular engrosada es de forma estrellada. Se encuentra en pecíolos y limbos de las hojas. Osteoesclereidas: Con forma de hueso largo, aparecen en cubiertas de semillas y en algunas hojas. Tricoesclereidas: Alargadas y finas con pelos epidérmicos y a veces ramificados en sus extremos, se presentan en raíces, tallos, hojas y frutos asociados a otros tejidos. Son típicos de la hoja de Olea (olivo). Macroesclereidas: Tienen forma de cuña, se observa en la cubierta de semillas de leguminosas.
Fibras: Aunque las fibras varían mucho en cuanto a su longitud, son típicamente más largas que anchas. Se presentan en raíces, tallos, hojas y frutos asociados con diferentes tejidos.
Función: Tejido de sostén de órganos que han dejado de crecer.
Anular: El engrosamiento de la pared es uniforme alrededor de toda la célula aunque preferentemente en los ángulos de modo que la luz celular es circular, se observa en Umbelíferas.
B. Tejidos primarios complejos: Son aquellos tejidos constituidos por más de dos tipos celulares, aquí se encuentran la epidermis, el xilema primario y el floema primario.
Lagunar: El engrosamiento tiene lugar principalmente alrededor de los espacios intercelulares, en aquellas células que limitan dichos espacios; por ejemplo, en raíces aéreas de Monstera deliciosa “costilla de Adan”.
a) Epidermis: Es un tejido de protección en las plantas de estructura primaria, es decir en las partes jóvenes y en crecimiento de las plantas. Está formado por cuatro tipos celulares:
Laminar: El engrosamiento es más fuerte sobre las paredes tangenciales que sobre las radiales de las células, como por ejemplo en el sauco.
·
Función: Tejido de sostén de órganos en crecimiento. d) Esclerénquima: Tejido de resistencia mecánica que se encuentra presente en órganos adultos que ya han dejado de crecer. Sus células son muertas por el mayor engrosamiento de sus paredes celulares que es a base de lignina. El engrosamiento es tanto de las paredes tangenciales como radiales, quedando una pequeña luz, cavidad celular o lumen. El esclerénquima se divide en 2 grandes grupos:
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Las células epidérmicas: La epidermis es la capa celular más externa en hojas, verticilos florales, frutos, semillas, tallos y raíces. Son células vivas, sin meatos o espacios intercelulares. La epidermis de las hojas y de los tallos se recubre de una delgada o gruesa cutícula dependiendo del hábitat de las plantas, esta cutícula es a base de cutina y juega un papel importante en la economía del agua por parte de las plantas, encima de la superficie de esta cutícula existe cera y sales minerales “la cutícula”; no se forman en las plantas acuáticas sumergidas.
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________
·
Tráqueas y Traqueidas: Son células muertas con pared celular secundaria por donde circula el agua y sales minerales, también sirven de sostén en las plantas con tejido secundario. Las tráqueas son perforadas formando filas de células alargadas y afiladas en sus extremos que se unen longitudinalmente, así mismo están conectadas entre sí a través de las perforaciones y se presentan en la mayoría de las Angiospermas. En las tráqueas, el engrosamiento de la pared celular secundaria puede ser: anular, helicoidal, reticulado y punteado. Las traqueidas no presentan perforaciones sino únicamente pares de poros en las paredes comunes de cada dos traqueidas y cumplen la función de transporte en las Pteridofitas, Gimnospermas y plantas del orden Ranales de las Angiospermas.
Función: Los estomas sirven para efectuar el intercambio gaseoso entre la planta y el medio ambiente.
·
Fibras xilemáticas: Cumplen función de sostén en los tejidos vasculares.
Los pelos o tricomas: Se forman a partir de células del estrato epidérmico que se alargan o proliferan. Las formas de los pelos son muy variadas y a menudo elegantes y complejas. Muchos pelos son células muertas y vacías de contenido; otros están formados por células vivas. Los pelos suelen estar revestidos por cutícula de la que depende el brillo y el color. En general, los pelos tienen color blanco.
·
Parénquima xilemático: Especializadas fundamentalmente en la acumulación de diversas sustancias de reserva (almidón, grasa, etc.), suele a veces sus células presentar clorofila. Cumple diversas actividades metabólicas.
En algunas plantas que viven en condiciones de poca iluminación las células epidérmicas contienen cloroplastos. La epidermis persiste normalmente en todos los órganos que no tienen engrosamiento secundario.
Función: Protección. ·
·
Estomas: Son aparatos formados por dos células epidérmicas especializadas llamadas células oclusivas, células de cierre o células estomáticas, generalmente son reniformes, otras halteriformes (forma de pesas de mano ) dejando un espacio entre ambas células oclusivas, este es el ostíolo. Pueden estar rodeados por células anexas o células subsidiarias que juegan un papel importante en los mecanismos de apertura y cierre de las estomas.
Función: Transporte de agua y sustancias minerales desde la raíz a todas las partes de l a planta.
Funciones:
·
-
Protección a la planta frente a la iluminación excesiva, cambios de temperatura y evaporación excesiva.
-
Secreciones de diversos tipos (de protección, perfumes para atraer insectos polinizadores, etc.)
c)
Los pelos radicales o absorbentes: absorbentes: Se encuentran en la raíz, son prolongaciones de las células epidérmicas. Presentan paredes celulares delgadas, con escasa cutícula, núcleo generalmente dentro del pelo por la actividad metabólica de la célula.
Floema primario: Se origina en el procambium durante el crecimiento primario de la planta, está constituido por el protofloema que aparece primero y el metafloema que aparece después. Son células vivas sin núcleo, presentan pared celular primaria en la mayoría de las especies. Se encargan de conducir sustancias nutritivas orgánicas. El floema presenta cuatro tipos celulares: ·
Célula cribosa: Tiene forma alargada y acaba en punta o paredes terminales inclinadas, no presentan placas cribosas, se disponen superponiéndose una célula a otra, siendo el mayor número de áreas cribosas en los extremos de las mismas. Se encuentran en helechos y Gimnospermas.
·
Elementos de los tubos cribosos: Aquí las áreas cribosas están más desarrolladas y constituyen las placas cribosas, estas se encuentran sobre las paredes celulares terminales de estos elementos, las cuales pueden variar desde más o menos transversales hasta muy inclinadas, las paredes laterales de los
Función: Absorber agua y sustancias minerales para la planta. b) Xilema primario: Se origina en el procambium, está constituido por el protoxilema que aparece primero y el metaxilema que aparece después. El xilema primario presenta tres tipos celulares:
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ tubos cribosos vecinos tienen áreas cribosas que permitan la comunicación entre ellas. Se encuentra en las Angiospermas. Ambos elementos tienen calosa a menudo asociada a la pared y a los poros. La calosa es un polímero de restos de glucosa dispuestos en espiral que constituyen los tubos cribosos. ·
·
·
del xilema secundario. En cuanto a los radios del floema, estos presentan una continuidad con los del xilema, dado que se originan a partir del mismo grupo de células del cambium. El conjunto de ambos radios (del xilema y floema) forma el llamado radio vascular. E. Súber o felema: Forma el cuerpo secundario de la planta, se origina del cambium suberoso o felógeno, las células suberosas están revestidas por una sustancia grasa, la suberina, que hace que el tejido sea altamente impermeable al agua y a los gases. En la madurez las células suberosas están muertas.
Células anexas: Tienen forma variable, generalmente alargada, con pared celular primaria, están asociadas a los tubos cribosos, se cree que juega un papel en el movimiento de nutrientes hacia fuera y hacia adentro del elemento de los tubos cribosos. En las Gimnospermas, las células cribosas no llevan células acompañantes, en vez de ellas existen unas células parenquimáticas llamadas células albuminosas que llevan a cabo una intensa síntesis proteica.
F. Felodermis: Forma el cuerpo secundario de la planta y se origina del cambium suberoso. Presenta células vivas y no tiene paredes suberificadas, algunas plantas contienen cloroplastos. Pueden funcionar sustancias temporalmente.
Fibras floemáticas: Generalmente alargadas, tienen pared celular primaria y secundaria (a menudo lignificada), se originan del procambium y cumplen la función de soporte.
El súber, el cambium suberoso y la felodermis forman la peridermis , tejido que sirve de protección a las plantas que desarrollan tejidos secundarios. El xilema y el floema secundario se han originado del cambium vascular
Parénquima floemático: Llevan a cabo muchas de las actividades que le son propias, sobre todo el almacenamiento de diferentes sustancias de reserva (almidón, grasa, taninos, resinas, etc.). Las células parenquimáticas que están relacionadas con los elementos cribosos pueden morir al dejar de ser funcionales dichos elementos.
Tejidos secretores: Son tejidos que se encargan de la secreción de sustancias al interior y exterior de la planta. planta. Son de dos tipos: 1. Tejidos de secreción externa: Su secreción es vertida al exterior de la planta, son de los siguientes tipos:
Función: Transporte de sustancias nutritivas elaboradas a todas las partes de la planta.
A. Las epidermis glandulares: Presente en los pétalos de las flores, hojas de la vid que a manera de gotitas fluyen sobre los mismos.
2. Tejidos secundarios: Son originados por los meristemos laterales. Están constituidos por:
B. Los pelos glandulares: Que secretan aceites esenciales, sales, etc.
C. Xilema secundario: Forma el cuerpo secundario de la planta y deriva del cambium vascular, lo presentan las Gimnospermas y Angiospermas Dicotiledóneas. El xilema secundario presentan dos porciones bien definidas: la albura que es la capa externa, es funcional; y el duramen, que es la capa interna y no es funcional, además presenta los anillos de crecimiento, que son fenómenos relacionados con las estaciones que dan lugar a crecimiento tanto de xilema secundario como de floema secundario, a partir del cambium vascular. Si una capa de crecimiento representa una estación de crecimiento, esta recibe el nombre de anillo anual, también presentan los radios xilemáticos que son células vivas que están relacionadas con las del sistema axial y también se originan del cambium vascular.
C. Los nectarios: Secretan líquidos azucarados, es frecuente en flores (nectarios florales), a veces en tallos y hojas (nectarios extraflorales), sirven para atraer organismos polinizadores (insectos y aves). D. Hidátodos o estomas acuíferos: Sirven para la pérdida de agua en forma líquida a manera de gotas, fenómeno conocido como gutación, se opone a la transpiración que es la pérdida de agua en forma de vapor. Los hidátodos se encuentran en las terminaciones del xilema o vértices de las hojas. 2. Tejidos de secreción interna: Se hallan en lo profundo de otros tejidos, vierten su secreción al interior de la planta, son de los siguientes tipos: A. Bolsas o canales esquizógenos: Estos se forman alrededor de un meato o espacio intercelular por división de la célula; por ejemplo, el perejil, eucalipto y coníferas.
D. Floema secundario: Forma el cuerpo secundario de la planta y deriva del cambium vascular. Los crecimientos estacionales del floema secundario dan lugar a capas de crecimiento tan claramente diferenciables como en el caso
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ B. Bolsas, o cavidades lisígenas: Se forman por lisis (destrucción) o disolución de las membranas y paredes celulares formándose un saco; por ejemplo, en la cáscara de frutos de naranja y mandarina.
En las lombrices de tierra (anélidos) ya se aprecia que el aparato digestivo presenta boca, faringe y esófago, este último puede modificarse para formar una molleja, buche y estómago. Además, está el intestino donde se realiza la digestión y absorción, y el ano para eliminar los desechos.
C. Tejidos laticíferos: Son tejidos a manera de tubos que corren por todo el cuerpo de ciertas plantas, también son de secreción interna, se llaman laticíferos porque el líquido que contienen es blanco como en la lechuga y la higuera, pardo amarillento como en Cannabis; incoloro como en la mora. El látex es una emulsión de agua, gomas, resinas, caucho, granos de almidón, alcaloides, proteínas, enzimas, enzimas, terpenos, sales, etc.
Aparato digestivo de los vertebrados: El sistema digestivo generalizado para los vertebrados está constituido por las siguientes partes: a. Boca (piezas bucales, lengua y glándulas salivales): Para la recepción de los alimentos. b. Esófago: Transporte c. Buche (solo en aves): Para almacenamiento d. Molleja (solo en aves): Trituración e. Estómago: Almacenamiento y digestión f. Intestino delgado: Digestión y absorción g. Intestino grueso: Absorción y concentración de sólidos h. Ano: Excreción
TEMA 6 APARATO DIGESTIVO
Estructura y función del aparato digestivo humano: El aparato digestivo del ser humano esta constituido por un tubo digestivo y sus glándulas anexas. El aparato digestivo es el encargado de tomar los alimentos del exterior y prepararlos para ser transportados a las células del cuerpo en forma adecuada para su aprovechamiento.
A. Tubo digestivo: El tubo digestivo humano presenta varias regiones. La pared del tubo digestivo está formada por 4 capas, aunque su estructura varía un tanto en las diferentes regiones. Las capas son básicamente similares en toda la longitud del tubo.
Digestión en organismos inferiores y a nimales:
·
La mucosa: Es una capa de tejido epitelial y tejido conjuntivo subyacente, reviste la luz (el espacio interno) está muy plegada para incrementar la superficie secretora y absorbente del tubo digestivo. Posee glándulas.
Las esponjas llevan a cabo la digestión por medio de células alimentarias que filtran las partículas alimenticias hacia el interior el cuerpo.
·
Submucosa: Rodea a la mucosa, es una capa de tejido conjuntivo rica en vasos sanguíneos, linfáticos y nervios.
Los animales relativamente evolucionados como las medusas (celentéreos), presentan una boca y una cavidad gástrica a la que llega el alimento, los productos de desecho también son eliminados por la boca como lo hacen también las planarias (platelmintos).
·
Capa muscular: Rodea a la submucosa, consta de 2 subcapas de músculo liso, una interna con fibras musculares dispuestas circularmente y otra externa con las fibras en dirección longitudinal (a lo largo del tubo).
·
Serosa: Es la capa del tejido más externa del tubo digestivo conformado por tejido conjuntivo y mesotelio que la recubre.
En las bacterias heterótrofas y protozoarios las sustancias nutritivas penetran a través de una membrana limitante.
Los gusanos cilíndricos (nemátodos) tienen un tubo digestivo unidireccional, llamado así porque los alimentos siguen una sola dirección que se inicia en a boca y termina en el ano. Este avance evolutivo ha permitido que la alimentación pueda llevarse a cabo en forma continua y además los distintos segmentos segmentos del tubo digestivo pueden especializarse para dar lugar a órganos como el esófago, estómago, molleja, etc.
Partes del tubo digestivo a) Boca: Cavidad oral o bucal que aparece rodeada por unos pliegues de la piel llamados labios. Es la primera porción del tubo digestivo, se comunica con la
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ faringe en su parte posterior por un orificio estrechado por un repliegue del velo del paladar o mucosa que recubre la boca. Este repliegue forma la úvula o campanilla en el centro y dos pares de pliegues llamados pilares a los lados. Entre estos hay dos abultamientos que forman las amígdalas. A la boca se le divide internamente en dos regiones:
la dentina continúa su formación durante toda la vida. El cemento es una cubierta protectora para la dentina y es la sustancia de unión entre la dentina y la membrana periodontal. Es elaborada por cementocitos. o
· ·
Vestíbulo oral: que comprende desde los labios y mejillas hasta la arcada dental. Cavidad oral: que comprende desde la arcada dental hasta el istmo de las fauces.
Tipos de dientes: Por su función: o
La boca posee las siguientes estructuras: los dientes y la lengua. ·
Dientes: Son estructuras sólidas y duras de origen epidérmico, que se implantan en los maxilares superior e inferior en los alvéolos dentarios. Los maxilares y los alvéolos están recubiertos por la mucosa bucal. Un diente típico consta de tres partes principales: o
o
o
Raíz: que puede ser una o varias, fijan al diente en el alvéolo dentario, internamente posee un canal que ingresa desde el orificio dentario en la punta de la raíz hasta la pulpa y por donde circulan arterias, venas y nervios dentarios.
Corona: de color blanco, de consistencia dura, que va ensanchándose desde el cuello a la superficie libre.
o
o
o
§
Incisivos: Tiene forma de cincel. Son 8 en total: cuatro en cada mandíbula, específicamente dos a cada lado de la línea media, presenta una sola raíz. Su función es cortar los alimentos.
§
Caninos: Son 4 en total, dos en cada mandíbula, están situados inmediatamente por fuera de los incisivos, presentan una sola raíz. Su función es perforar y desgarrar los alimentos.
§
Premolares: Llamados también molares menores, son 8 en total, cuatro en cada mandíbula, están situados a continuación de los caninos. Su raíz es única, a veces doble. Su función es triturar los alimentos.
§
Molares: Son 12 en total, 6 en cada mandíbula. Tienen varias raíces. Al tercer molar se le denomina la “muela del juicio” o serótinos y son los últimos dientes en salir. Su función es moler y triturar los alimentos.
Cuello: es la zona que separa a la raíz de la corona, se encuentra en relación con la encía o gingiva.
Estructura del diente. Presenta las siguientes estructuras: o
Pulpa dentaria: Es tejido conectivo blando que contiene vasos sanguíneos, nervios y vasos linfáticos que ocupa la cavidad pulpar en el centro del diente.
Esmalte: Es la sustancia más dura del cuerpo, del 96 al 98% de su masa es hidroxiapatita cálcica además de fosfato, carbonato cálcico y fibras de queratina, cubre a la corona a modo de capuchón y junto al marfil constituye un sistema muy resistente a las presiones. Es elaborada por los ameloblastos.
Por su permanencia: El ser humano es difiodonto, es decir presenta dos denticiones: §
Marfil o dentina: Materia dura de un tejido especial (tejido dentario) que forma la parte esencial del diente, es elaborada por los odontoblastos . Consta de hidroxiapatita cálcica (70%), oseína; fosfatos, carbonato, fluoruros de calcio calcio y una red de fibras de colágeno.
Dientes Caducos (“de leche”): Al nacer el niño no tiene dientes, comienzan a irrumpir a los 6 meses de edad y posteriormente un par de dientes cada mes hasta completar un total de 20 piezas dentarias: 8 incisivos, 4 caninos y 8 molares. Fórmula dentaria: I 2/2; C 1/1; M 2/2
§
Cemento: Cubre a la dentina a nivel de la raíz. El cemento puede carecer de células (cemento acelular) o puede contener células semejantes a los osteocitos (cemento celular). El cemento así como
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Dientes Permanentes o Definitivos: Son 32 piezas dentarias de forma similar a los anteriores, más 12 molares. Los primeros en aparecer son los molares (a los 7 años de vida), a excepción de los serótinos o muelas del juicio que aparecen entre los 17 y 30 años de edad y a veces faltan por completo.
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ Fórmula dentaria: I 2/2; C 1/1; PM 2/2; M 3/3
e) Estómago: Es la porción dilatada del tubo digestivo, tiene forma generalmente de "J" con una capacidad promedio de 1300 a 1500 cc, situado debajo del diafragma y a la izquierda, se abre al esófago por medio del cardias y al intestino delgado por el píloro que lleva una válvula que solo permite la salida de pequeñas cantidades de alimento. En la mucosa interna posee glándulas secretoras del jugo gástrico que produce enzimas. El estómago se divide en cuatro regiones principales:
Función de los dientes: - Dividen mecánicamente los alimentos haciéndolos más accesibles a la acción de los jugos digestivos. - Intervienen en la modulación de la voz. - En la estética de la cara y de la boca.
·
b) Lengua: Forma el suelo de la cavidad oral, es un órgano muy móvil, libre en la punta e inserto en el hueso hioides, esta formada por músculo esquelético y recubierto por membrana mucosa. La superficie superior y los lados de la lengua están recubiertos por papilas gustativas, en su parte inferior se forma un pliegue (frenillo).
· · ·
Funciones:
El borde cóncavo medial del estómago recibe el nombre de curvatura menor y el borde convexo lateral es la curvatura mayor. El estómago presenta gran secreción originada por tres tipos de glándulas que son: Glándula del cardias: Secreta moco. · · Glándula del fondo: Secreta jugo gástrico. Glándulas del píloro o antrales: Elaboran gastrina, que por ser una · hormona no pertenece al jugo gástrico.
- Es el órgano del gusto y posee también sensibilidad térmica, dolorosa y táctil. - Ayuda a mezclar e insalivar los alimentos y formar el bolo alimenticio. - Inicia la deglución. Participa también en el acto del del lenguaje articulado. c)
Región cárdica: Que limita con el esófago mediante un esfínter llamado cardias. Región fúndica: Situada por encima y a la izquierda del cardias. Región del cuerpo: Situada por debajo del fondo, es la gran porción central del estómago. Región pilórica: Es la región inferior del estómago que comunica con el intestino a través del esfínter pilórico.
Faringe: Es un conducto fibromuscular corto en forma de embudo que continua después de la boca y se comunica con el esófago. Para que las vías respiratorias permanezcan cerradas, durante la deglución se forma en la faringe un repliegue llamado epiglotis que obstruye la glotis, de esta forma se impide que el alimento se introduzca en el sistema respiratorio, además se comunica con las fosas nasales, los oídos medios (por la trompa de Eustaquio) y con la laringe (aparato respiratorio).
Funciones: -
Función: Su función es la deglución, es una vía mixta respiratoria y digestiva ya que comunica la boca con el esófago. Por ser vía mixta (respiratoria y digestiva), permite la comunicación de ambas vías.
-
d) Esófago: Es un conducto o tubo que mide aproximadamente 25 a 30 cm de largo y unos 3 cm de diámetro comunica la faringe con el estómago a nivel del cardias. Su ubicación es mayormente torácica, desplazándose entre la tráquea y la columna vertebral. Posee de adentro hacia fuera las capas celulares siguientes: un epitelio plano estratificado no queratinizado, la submucosa consiste de tejido conjuntivo con glándulas que producen un mucus que atenúa el rozamiento de los alimentos, varias capas musculares de fibra lisa y una envoltura conjuntiva. Función: Interviene en el transporte del bolo alimenticio desde la faringe hasta el estómago mediante contracciones musculares que producen los movimientos peristálticos.
-
f)
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Permite el Almacenamiento de alimentos. Secreción del jugo gástrico. Mezcla del bolo alimenticio con el jugo gástrico formando una pasta denominada quimo. Vaciamiento progresivo del quimo hacia el duodeno. Inicio de la digestión química de las proteínas, por acción de la pepsina, la quimosina o fermento, que actúa sobre la caseína de leche. Antiséptica gracias a la acción del ácido clorhídrico. Absorción de ácidos grasos, agua, alcoholes y algunas sales minerales.
Intestino delgado: Es la porción más delgada; pero a su vez la más larga del tubo digestivo, se extiende desde el píloro hasta la válvula ileocecal que lo separa del intestino grueso. Tienen forma tubular, cilíndrica, mide aproximadamente 7 m de largo. El intestino se dobla sobre si mismo (14-16 vueltas) formando las asas intestinales (yeyuno e íleon). El intestino delgado está dividido en los siguientes segmentos:
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·
Duodeno: Es la porción fija, es corta (25 cm) comienza en el esfínter pilórico del estómago, posee glándulas duodenales o de Brunner, que secretan moco alcalino que ayudan a neutralizar el ácido gástrico del quimo, en él desembocan el colédoco (del hígado) y el conducto de Wirsung (del páncreas) que se unen y desembocan en la ampolla de Vater, 2.5 cm. más arriba desemboca el conducto auxiliar de Santorini (del páncreas).
·
Yeyuno: Mide aproximadamente 2.5 m y se extiende hasta el íleon.
·
Íleon: Mide aproximadamente 3.6 m y se une al intestino grueso a nivel de la válvula ileocecal.
-
g) Intestino grueso: Es la porción final, más gruesa y a la vez más corta de los intestinos mide aproximadamente 1.5 m y su diámetro varía de 6 a 8 cm, difiere del intestino delgado ya que no posee válvulas conniventes, ni vellosidades. Se caracteriza por tener pliegues denominados haustras (músculo circular interno), se comunica con el intestino delgado mediante la válvula ileocecal y con el recto mediante la ampolla rectal. Las glándulas que tapizan la mucosa segregan mucus. En el intestino grueso se reconocen las siguientes regiones:
Por ser la porción del tubo digestivo donde termina y se realiza más intensamente la digestión y absorción, absorción, presenta: o
o
o
Válvulas conniventes: Que son repliegues de la mucosa y submucosa; aumentan la superficie de absorción casi tres veces. Vellosidades intestinales: Que aumentan la superficie de absorción en 10 veces más. Microvellosidades (Borde en Cepillo): Que se hallan en las vellosidades y aumentan la superficie en 20 veces más; las válvulas conniventes, las vellosidades y las microvellosidades en total aumentan 600 veces la superficie de absorción.
·
Ciego: Es la porción inicial y la más dilatada, aquí se encuentra la válvula ileocecal que impide que el contenido que llega del intestino delgado retorne. En la parte inferior externa se encuentra una prolongación cilíndrica de aproximadamente 5 cm de longitud denominado apéndice vermiforme ó cecal.
·
Colon: En su trayecto forman un cuadrilátero con las siguientes porciones: o Colon ascendente Colon transverso o Colon descendente o o Colon sigmoideo, no presenta presenta haustras
Las glándulas intestinales más importantes son: ·
·
Secreción de hormonas. Desarrollo de respuesta inmune.
Funciones:
Glándulas de Brunner: Situadas en la submucosa del duodeno. Producen mucus para proteger su mucosa, y su alcalinidad sirve para neutralizar la acidez del quimo.
-
Glándulas de Lieberkuhn: Localizadas en la mucosa intestinal. Producen jugo intestinal que contiene enzimas como erepsina (digestión de proteínas), disacarasas (desdoblan disacáridos) y ribonucleasas.
Formación de heces fecales por acción de la flora bacteriana. Absorción de agua y electrolitos. Producción de vitaminas K, y B 12 por acción de la flora microbiana. Secreción de mucus.
h) Recto: Última porción del tubo digestivo que mide aproximadamente de 1218 cm, termina uniéndose al conducto anal.
Los movimientos peristálticos permiten el avance y mezcla del quimo con los jugos biliar, pancreático e intestinal, formando una sustancia lechosa denominada Quilo (conformado por monosacáridos, glicerina, aminoácidos, nucleótidos, agua, sales minerales y vitaminas) .
Funciones: Formación del bolo fecal, almacenamiento temporal de heces fecales. Absorción de residuos de agua.
Funciones: Las funciones del intestino delgado son: Secreción del jugo intestinal. Digestión de carbohidratos, lípidos y proteínas. Absorción de sustancias
i)
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Ano: Es aparentemente un simple orificio, pero es un conducto conducto de 2.5 – 3.5 cm de longitud. Su esfínter está formado por las Columnas de Morgani y está irrigada por las arterias hemorroidales.
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ Función: Eliminar las heces fecales durante la defecación.
Las secreciones pancreáticas pasan desde las células secretoras pancreáticas a pequeños conductos. Estos se unen para formar generalmente dos conductos mayores que transportan las secreciones hasta el intestino delgado. El mayor de los dos conductos recibe el nombre de conducto pancreático (conducto de Wirsung). En la mayoría de las personas, el conducto pancreático se une al conducto del colédoco procedente del hígado y de la vesícula biliar y entran en el duodeno como un conducto común, la ampolla hepatopancreática (ampolla de Vater). La ampolla se abre sobre una elevación de la mucosa duodenal conocida como papila duodenal mayor, aproximadamente 10 cm por debajo del esfínter pilórico del estómago. El más pequeño de los dos conductos es el conducto accesorio (conducto de Santorini). Tiene su nacimiento en el páncreas y desemboca en el duodeno, unos 2,5 cm por encima de la ampolla hepatopancreática. El jugo pancreático es alcalino (pH 8.2) y neutraliza la acidez del quimo. Es secretado en cantidades de 1200 ml/día. Contiene importantes enzimas como: Amilasa pancreática: Hidroliza al almidón. · Lipasa pancreática: Hidroliza las grasas. · Tripsina y quimiotripsina: Digestión de las proteínas. · Carboxipeptidasa: Hidroliza a los péptidos. · Nucleasas: Hidrolizan los ácidos nucleicos. ·
B. Glándulas anexas: Son las siguientes: a) Glándulas salivales: Son un conjunto de glándulas alrededor de la boca, son las encargadas de elaborar la saliva (aproximadamente 1500 ml/día), que posee un pH entre 6.5 – 7.5, contiene a la ptialina. Las glándulas son de los siguientes tipos: ·
Parótidas: Se halla delante y debajo del pabellón de la oreja. Envía saliva a la boca mediante el conducto de Stenon que desemboca a la altura del segundo molar superior.
·
Submaxilares: Se ubica en la cara interna del maxilar inferior. La saliva sale a la boca mediante el conducto de Wharton, estas glándulas elaboran el 70% de la saliva diaria.
·
Sublinguales: Se ubican debajo de la lengua a cada lado del frenillo y vierten su contenido mediante el conducto de Rivinus y Bartholin, que se abre en el suelo de la boca, a nivel del frenillo de la lengua.
Funciones: -
Mantiene húmeda la cavidad oral. Interviene en la degradación de almidones. Permite la formación del bolo alimenticio. Favorece la deglución. Actúan como lubricante. Destruyen parte de las bacterias ingeridas en los alimentos (lisozima). Comienza la digestión química de los glúcidos mediante la amilasa o ptialina que rompe el almidón en maltosa.
c) Hígado: Es la glándula más grande del cuerpo anexa al aparato digestivo. El hígado es tanto glándula exocrina que secreta bilis por vía del sistema de conductos biliares hacia el duodeno; como glándula endocrina que sintetiza y libera una variedad de compuestos orgánicos hacia el torrente sanguíneo. Tiene un peso de 1.5 Kg. promedio en el hombre adulto.
Funciones: Bilígena: Producción de bilis, compuesta por agua, sales biliares, pigmento biliar, colesterol, lecitina, grasa y sales sales inorgánicas. El color de la bilis se debe a la presencia de la bilirrubina y la biliverdina.
b) Páncreas: El páncreas es una glándula oblonga que se encuentra situada posterior a la curvatura mayor del estómago, conectada por dos conductos al intestino delgado. El páncreas se divide en tres regiones la cabeza, cuerpo y la cola: La cabeza es la porción ensanchada próxima a la curva en forma de C del duodeno. Situados por encima y a la izquierda de la cabeza se encuentran el cuerpo y la cola que terminan en punta. Es una glándula mixta que tiene una porción exocrina que presenta los acinos pancreáticos que elaboran el jugo pancreático el cual es enviado al duodeno mediante el el conducto de Wirsung y el auxiliar de Santorini, y una porción endocrina (secreta hormonas).
-
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Metabólica: Interviene en el metabolismo de los carbohidratos mediante los procesos de: Glucogénesis (transforma glucosa a glucógeno), Glucogenólisis (transformación de glucógeno a glucosa), Gluconeogénesis (convierte ácidos grasos y aminoácidos en glucosa).
-
Hematopoyética : Formación de eritrocitos a nivel fetal.
-
Uropoyética : Síntesis de úrea y ácido úrico.
-
Coagulante: Produce algunos factores de coagulación sanguínea.
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________
-
Destoxificante: Neutraliza venenos .
El agua, las vitaminas y las las sales minerales, pasan directamente al organismo, mientras que los glúcidos, lípidos y proteínas deben previamente reducirse a compuestos más sencillos.
Vesícula biliar: Saco localizado en una fosa situada sobre la superficie visceral del hígado, almacena y concentra la bilis, que posteriormente será enviada al duodeno a través del conducto colédoco. Función: Permite emulsionar las grasas, es decir que convierte a las grandes gotas de grasa en pequeñas gotitas, facilitando la acción de las enzimas respectivas. DIGESTIÓN
·
Los glúcidos, se absorben en forma de glucosa, fructuosa y galactosa que son los azúcares más simples, de las vellosidades intestinales pasan a los vasos sanguíneos y de allí a la vena porta que los lleva al hígado.
·
Los lípidos, se absorben como monoglicéridos y ácidos grasos, que pasan directamente a la linfa, por lo tanto, a la circulación general, evitando el hígado.
·
Las proteínas, se absorben en forma de aminoácidos y siguen el mismo recorrido que los glúcidos.
La Digestión se inicia en la boca, donde los alimentos ingeridos modifican su textura, mediante la masticación; además la insalivación se encarga de homogenizar la mezcla y de aportar la ptialina o amilasa salival para hidrolizar el almidón.
ALIMENTOS
En el estómago las glándulas situadas en la mucosa del estómago producen una secreción denominada jugo gástrico cuyos componentes son los siguientes:
Son cuerpos que ingresan a los organismos vivos para satisfacer sus funciones vitales proporcionándoles materia y energía.
Clases de alimentos: Tenemos:
·
HCl: Sirve para convertir el pepsinógeno en pepsina, responsable de la hidrólisis de las proteínas.
·
Mucina o moco: Recubre toda la superficie de la mucosa para protegerla del HCl y evitar la autodigestión.
Alimentos energéticos: Son aquellos cuyo metabolismo provee al organismo de calorías y además pueden ser almacenados como reserva energética. A este grupo pertenecen los carbohidratos y lípidos.
·
Lipasa gástrica: tiene función limitada en el adulto, excepto cuando se presenta insuficiencia pancreática.
Alimentos plásticos: Están destinados a reparar las pérdidas que sufre el citoplasma de las células. Pertenecen a este grupo las proteínas, agua y sales.
·
Factor intrínseco: Para absorber la vitamina B 12 cuando su producción es insuficiente se produce la denominada anemia perniciosa.
Sustancias reguladores: Son aquellos que se encargan de regular las diferentes reacciones químicas que se producen al interior de las células. A este grupo pertenecen las vitaminas y los minerales.
El jugo gástrico es muy ácido (pH = 1.5 – 1.9), el bolo alimenticio, una vez triturado por la acción mecánica y química del estómago se convierte en el quimo, que pasa al intestino delgado.
Requerimiento alimenticio: El requerimiento energético de los seres vivos depende de la actividad que realizan, el clima donde viven, la edad, etc. Se acepta como término medio de una ración alimenticia (cantidad y calidad de los alimentos necesarios para conservar la salud y la vida) para un adulto normal de actividad moderada la siguiente:
ABSORCIÓN
Alimento H20 Sales minerales Proteínas Lípidos Glúcidos
La absorción se efectúa fundamentalmente en las vellosidades intestinales del intestino delgado, especialmente en el íleon, ya que solo a dicho nivel los nutrientes se encuentran aptos para ser incorporados al organismo. Los alimentos deben de ser reducidos a moléculas sencillas para que puedan ser absorbidos, esto se produce en la digestión.
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Ración alimenticia 2800 ml 3,5 g 70 g 67 g 530 g
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ En la mayoría de vertebrados se puede dar tres tipos de circulación:
Cada gramo de sustancia alimenticia encierra cierta cantidad de energía que es liberada en los procesos catabólicos de los organismos; así, tenemos que por cada gramo de proteínas se genera 4.1 Kcal; por cada gramo de grasa se genera 9.3 Kcal y por cada gramo de glúcidos se genera 4.1 Kcal.
1. Circulación Circulació n completa, simple y a vasos cerrados: · Es completa por que la sangre arterial no se mezcla con la sangre venosa en el corazón. · Es simple porque la sangre en su recorrido describe un solo circuito; es decir, que la sangre en cada vuelta por el cuerpo, pasa una sola vez por el corazón. · Es a vasos cerrados porque las arterias y las venas se unen mediante los capilares sanguíneos.
Caloría: Es una unidad de energía térmica (equivalente a 4.184 joules (J).
TEMA 7
Es propia de peces, en los cuales, el corazón posee un seno venoso, una aurícula y un ventrículo. La sangre sale del corazón por el ventrículo y las arterias eferentes llevan la sangre a las branquias donde se oxigena. Después es conducida al cuerpo y vuelve al corazón, donde es recogida por el seno venoso y pasa a la aurícula y de ésta al ventrículo.
SISTEMA CIRCULATORIO CIRCULATORIO
2. Circulación incompleta, doble y a vasos cerrados: · Es incompleta porque la sangre arterial se mezcla con la sangre venosa en el corazón. · Es doble porque presenta una circulación mayor o sistémica y una circulación menor o pulmonar. · Es a vasos cerrados porque las arterias y las venas se unen mediante capilares.
Conjunto de órganos que hacen circular por todo el organismo los fluidos, haciendo llegar a cada célula, los nutrientes absorbidos a través de las vellosidades intestinales, el oxígeno que se difunde por el sistema respiratorio, así como recoger las sustancias de desecho metabólico y llevarlas a los órganos excretores.
Partes del sistema circulatorio: Un sistema circulatorio, generalmente, está constituido por: · · ·
Líquido circulante: sangre y linfa. Órgano de bombeo: corazón. Vasos sanguíneos y linfáticos
Está presente en anfibios y reptiles (excepto cocodrilos), presentan un corazón con tres cavidades: dos aurículas y un ventrículo, en donde se mezclan la sangre arterial y la sangre venosa.
3. Circulación completa doble y a vasos cerrados:
Clases de sistema circulatorio. Tenemos: -
-
·
Sistema circulatorio abierto o lagunar: Llamado así porque carece de capilares sanguíneos; las arterias se comunican con las venas mediante unas cavidades o lagunas, por lo que también se le denomina lagunar. Es propio de artrópodos y la mayor parte de los moluscos (excepto cefalópodos). La sangre y el líquido intersticial son indistinguibles entre si, por lo que se le denomina en conjunto hemolinfa. En estos animales, el corazón está ubicado en parte dorsal.
·
Sistema circulatorio cerrado: Llamado así, porque la circulación se realiza en vasos cerrados; en este caso, las arterias y las venas se unen mediante los capilares sanguíneos. Es propio de anélidos, moluscos (cefalópodos), equinodermos y todos los vertebrados. En estos animales el corazón está situado en la parte ventral (pectoral).
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Es completa porque la sangre arterial no se mezcla con la sangre venosa. Por la aurícula y el ventrículo izquierdo circula solo sangre arterial y por la aurícula y ventrículo derecho, solo sangre venosa. Es doble porque presentan una circulación mayor o sistémica (la sangre oxigenada procedente de los pulmones llega por las venas pulmonares a la aurícula izquierda, pasa al ventrículo izquierdo a través de la válvula bicúspide y sale por la aorta a todo el resto del cuerpo) y una circulación menor o pulmonar (por las venas vuelve al corazón sangre pobre en oxígeno que a través de las venas cavas penetra en las aurícula derecha, pasa al ventrículo derecho por la válvula tricúspide y sale por la arteria pulmonar hacia los pulmones.
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________
·
elástico y resistente, evita el estiramiento excesivo del corazón, proporciona protección y fija el corazón al mediastino.
Es a vasos cerrados porque las arterias y las venas se unen mediante capilares.
Es propia de cocodrilos, aves y mamíferos los cuales presentan un corazón con cuatro cavidades, dos aurículas y dos ventrículos.
·
Circulación en animales invertebrados y organismos unicelulares: Mediante la circulación los animales transportan sustancias nutritivas hasta las células y sacan de ellas los productos de desecho. ·
Los organismos unicelulares: No necesitan un sistema de transporte pues la incorporación de alimento se realiza directamente desde el medio extracelular al medio intracelular por difusión.
·
En los poríferos (esponjas): El mecanismo de circulación es muy sencillo, el agua y los alimentos penetran por los ostiolos u ósculos, los nutrientes son atrapados por las células de la pared y pasados de célula a célula por simple difusión.
·
Los celentéreos: Como ejemplo: tenemos a la hidra, posee tentáculos para atrapar a sus presas. Estas son llevadas a la boca y al interior del enterón, junto con el agua donde son atrapadas. Allí son digeridas por las células flageladas y sus compuestos se difunden hacia las demás partes del cuerpo. Los residuos se acumulan en el enterón y se expulsan por la boca gracias a las corrientes de agua.
c)
1. Sistema circulatorio sanguíneo o cardiovascular: Está compuesto por el corazón y los vasos sanguíneos.
·
El Epicardio (externa): Denominado también hoja visceral del pericardio seroso, es una lámina muy delgada y transparente formada por mesotelio y tejido conjuntivo que le proporciona una textura suave y lisa. Protege al corazón y las arterias coronarias.
·
El Miocardio (media): Formado por tejido muscular cardiaco, confiere el volumen al corazón y es responsable de la acción de bombeo.
·
El Endocardio: Es una fina capa de endotelio que yace sobre una lámina delgada de tejido conjuntivo. Tapiza las cámaras y válvulas cardíacas. El endocardio se continúa con el endotelio de los grandes vasos que llegan o salen del corazón.
Cámaras cardíacas: El corazón tiene cuatro cámaras internas que reciben la sangre circulante, las dos cámaras superiores son las aurículas (atrios) derecha e izquierda, separadas por el tabique interauricular, este tabique tiene por característica una depresión llamada fosa oval que corresponde al lugar del agujero de botal (abertura existente en el tabique interauricular del corazón fetal). Las dos cámaras inferiores son el ventrículo derecho y el ventrículo izquierdo separados por el tabique interventricular. Aurícula y ventrículo derecho están separados de la aurícula y ventrículo izquierdo por el tabique interauriculoventricular.
A. Corazón: Es el centro del aparato cardiovascular. Es un órgano hueco localizado en la cavidad torácica (mediastino) descansa sobre el diafragma, con un peso promedio entre 250 y 300 gr., su tamaño promedio es de 12 cm de largo, aproximadamente dos tercios del corazón se encuentran a la izquierda de la línea media del cuerpo.
Componentes:
El grosor del miocardio en las cuatro cámaras varía dependiendo de sus funciones. Las aurículas tienen paredes finas debido a que solo tiene que introducir sangre en los ventrículos; debido a que los ventrículos bombean sangre a mayores distancias, sus paredes son más gruesas. Aunque los lados derecho e izquierdo del corazón actúan como bombas independientes, el lado izquierdo tiene una carga de trabajo mucho mayor; mientras que el
a) Pericardio: Es una membrana que rodea y protege al corazón, se divide en dos partes fundamentales: el pericardio fibroso y el pericardio seroso. ·
Pared cardiaca: La pared cardiaca del corazón se divide en tres capas:
b)
Sistemas circulatorios humanos: El sistema circulatorio humano está constituido por el sistema circulatorio sanguíneo y el sistema circulatorio linfático.
El pericardio seroso: Es la capa profunda (interna) más delgada y delicada que forma una doble capa alrededor del corazón, la capa más externa del pericardio seroso se denomina hoja parietal, la más interna la hoja visceral, que también recibe el nombre de epicardio la cual se adhiere fuertemente al músculo cardiaco del corazón, entre ambas hojas existe un espacio llamado cavidad pericárdica por donde circula líquido pericárdico, que tiene función lubricante ( reduce el rozamiento entre las membranas cuando se mueve el corazón).
El pericardio fibroso: Es la capa superficial (externa) está compuesto por tejido conjuntivo denso irregular (fibroso) poco
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ ventrículo derecho bombea sangre solo a los pulmones, el ventrículo izquierdo bombea sangre al resto del cuerpo. Así el ventrículo izquierdo debe trabajar con más esfuerzo que el ventrículo derecho para mantener el mismo flujo de sangre. La anatomía de los dos ventrículos confirma esta diferencia funcional; la pared muscular del ventrículo izquierdo es considerablemente más gruesa que la del ventrículo derecho. d)
parasimpático que provoca la bradicardia, disminuyendo los latidos del corazón. Además hay un sistema de regulación automático, prueba de ello, es que si extraemos el corazón del cuerpo, este seguirá latiendo por un corto tiempo, esto gracias a los siguientes cinco elementos: ·
Nodo sinusal (sinoauricular o marcapaso cardíaco): Son fibras musculares cardiacas especializadas, ubicadas justo por debajo del orificio de desembocadura de la vena cava superior en la aurícula derecha. Es el generador natural de energía eléctrica.
·
Fibras internodales: Son en número de tres, son fibras musculares especializadas que llevan el impulso eléctrico al nodo atrioventricular.
·
Nodo auriculoventricular (marcapasos secundario): Localizado en la parte más inferior del tabique interauricular derecho. Su función es retrasar ligeramente el impulso eléctrico, permitiendo de esta manera que se contraigan primero las aurículas y luego los ventrículos.
·
Haz de Hiss: Nace en el nodo auriculoventricular y avanzan por el tabique aurículoventricular dividiéndose en dos ramas derecha e izquierda. Están especializados para conducir y no para contraerse.
·
Fibras de Purkinge: (ramificaciones del haz de Hiss), se dirigen de la punta del corazón en forma ascendente en el subendocardio de los ventrículos donde el impulso llega al miocardio ventricular.
Válvulas cardiacas: Son estructuras formadas por tejido conjuntivo denso recubiertas por endocardio, contribuye a establecer flujo sanguíneo en un solo sentido, abriéndose para permitir el paso de la sangre y luego cerrándose para prevenir el reflujo. Las válvulas se abren y se cierran en respuesta a los cambios de presión producidos cuando el corazón se contrae y se relaja. El corazón presenta las siguientes válvulas: ·
Válvulas auriculoventriculares (AV): Están situadas entre las aurículas y los ventrículos: o
o
·
Válvula auriculoventricular derecha: Se localiza entre la aurícula derecha y el ventrículo derecho, también se le llama válvula tricúspide debido a que está formada por tres valvas. Válvula auriculoventricular izquierda: Se localiza entre la aurícula izquierda y el ventrículo izquierdo y se denomina válvula bicúspide o mitral debido a que presenta dos valvas.
B. Vasos sanguíneos:
Válvulas sigmoideas o semilunares: semilunares: Están formadas por tres valvas en forma de media luna. Permiten la eyección de la sangre desde el corazón a las arterias, pero evitan el reflujo de la sangre a los ventrículos. o
o
Son conductos que están distribuidos por todo el organismo y se encargan del transporte de la sangre desde el corazón hasta los tejidos del cuerpo y después lo regresan al corazón son de tres tipos:
Válvula semilunar pulmonar: Está situada en la abertura por la que la arteria pulmonar sale del ventrículo derecho. Válvula semilunar aórtica: Se localiza en la abertura por la que la arteria aorta sale del ventrículo izquierdo.
a) Arterias: Son conductos membranosos con ramificaciones divergentes encargadas de distribuir la sangre del corazón a las diferentes partes del cuerpo. Son vasos que a medida que se alejan del corazón van disminuyendo de calibre, terminan en los capilares. Transportan sangre arterial (oxigenada), excepto la arteria pulmonar que transporta sangre venosa (poco oxigenada). Su pared consta de tres capas o túnicas concéntricas:
Además, de estas válvulas tenemos a la válvula de Thebesio entre el seno venoso coronario y la aurícula derecha; y la válvula de Eustaquio situada entre la vena cava inferior y la aurícula derecha.
Automatismo cardiaco Formado por fibras musculares cardiacas especializadas en la generación y conducción de impulsos eléctricos. El trabajo del corazón está regulado por el Sistema Nervioso Autónomo, con el sistema simpático que provoca taquicardia aumentando los latidos cardíacos del corazón y el sistema
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·
Túnica interna o íntima: constituida por endotelio y una capa de tejido elástico.
·
Túnica media: constituida por fibras musculares lisas y fibras elásticas.
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________
·
Túnica externa o adventicia: constituida por fibras elásticas y colágenas.
·
Vena porta: Lleva sangre venosa de los órganos digestivos abdominales al hígado antes de que retorne al corazón, su territorio comprende todo el tubo digestivo infradiafragmático y los órganos anexos: hígado, bazo, páncreas.
·
Seno coronario: Desemboca en la aurícula derecha. Los principales vasos que llevan sangre al seno coronario son la vena coronaria mayor que drena la cara anterior del corazón y la vena interventricular posterior que drena la cara posterior del corazón. Presenta la válvula de Thebesio.
Principales arterias: ·
Arteria pulmonar: Transporta la sangre venosa del ventrículo derecho a los pulmones donde lleva a cabo la hematosis, es venosa por su contenido, pero es arterial por su origen.
·
Arteria aorta: Nace del ventrículo izquierdo y transporta sangre arterial a todos los tejidos del cuerpo. Es el origen de todas las arterias del cuerpo humano, excepto de la arteria pulmonar.
·
c) Capilares: Son vasos sanguíneos microscópicos que conectan las arterias (arteriolas) con las venas (vénulas). Se encuentran ampliamente distribuidos en los tejidos excepto en algunos como por ejemplo el tejido epitelial. Su pared está formada por una sola capa de células planas y una membrana basal. Su función es de intercambiar diversas sustancias entre la sangre y el líquido intersticial, en el cual están inmersas las células de un tejido.
Arterias coronarias: Nacen de la aorta, son en número de dos, una derecha y otra izquierda, rodea al corazón en forma de corona.
b) Venas: Son conductos convergentes, destinadas a llevar la sangre de los capilares sanguíneos al corazón. Terminan en las aurículas. Las venas nacen de los capilares; conforme se acercan al corazón se van fusionando progresivamente, aumentando de calibre. Generalmente, presentan válvulas en todo el trayecto que les dan aspecto nudoso o abollado. Las venas son más numerosas que las arterias (el doble de las arterias). Transportan sangre venosa (poca oxigenada), excepto las venas pulmonares que llevan sangre arterial. Su pared tiene cierta semejanza con la de las arterias excepto en la cantidad de fibras elásticas.
2. Sistema circulatorio linfático: Está formado por un líquido llamado linfa, la cual circula por el interior de los vasos linfáticos y un conjunto de órganos, entre los que se encuentran los ganglios linfáticos. Se encarga de recoger el líquido intersticial, así como las pocas proteínas que se acumulan en el intersticio, evitando el aumento del volumen y presión en este espacio y correspondiente hinchazón (edema). Por otra parte, recogen las grasas absorbidas por las vellosidades intestinales.
Principales venas: Venas pulmonares: No poseen válvulas, ni en su trayecto ni en su desembocadura, generalmente son cuatro venas pulmonares (un par por cada pulmón). Conducen Conducen sangre arterial, arterial, es decir sangre oxigenada, desemboca en la aurícula izquierda.
Componentes: ·
Linfa: Es el líquido intersticial que circula a través de los vasos linfáticos. Está constituido por agua, proteínas, lípidos, iones, linfocitos, glucosa y oxígeno.
·
Vena cava superior: Denominada también cava descendente, es el tronco común al que llegan todas las venas de la mitad superior del cuerpo (excepto las venas cardiacas), comprende la cabeza, el cuello, los miembros superiores y el pecho. La vena cava superior no tiene válvulas.
·
Ganglios linfáticos: Se localizan a lo largo de los vasos linfáticos. Son especialmente abundantes en el cuello, axilas, región inguinal y abdomen. Sus funciones son las de filtrar la linfa, fagocitar sustancias extrañas y formación de linfocitos.
·
·
Vena cava inferior: Denominada también cava ascendente, es el tronco común al que llegan las venas del abdomen, de la pelvis y miembros inferiores. La vena cava inferior sólo tiene una válvula terminal, llamada válvula de Eustaquio.
Vasos linfáticos: Conducen la linfa desde el espacio intersticial hacia la sangre. Están constituidos por:
·
o
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Capilares linfáticos: de paredes muy permeables y situados por entre las células de los distintos tejidos. Conducen la linfa hacia los vasos linfáticos.
_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________
o
o
Conducto torácico: Nace en la cisterna de Pecquet ubicada en el abdomen, asciende y desemboca en la vena subclavia izquierda. Al conducto torácico desembocan los vasos que recogen linfa del brazo izquierdo, mitad izquierda del tórax y mitad izquierda del cuello y la cabeza.
En los animales, el proceso de intercambio gaseoso de tomar oxígeno y liberar CO 2 se denomina respiración.
Gran vena linfática: desemboca en la vena subclavia derecha. Recoge la linfa del brazo derecho, mitad derecha del tórax y la mitad derecha del cuello y la cabeza.
1.
Tipos de respiraciones en animales
2. Traqueal: Es el sistema respiratorio más simple, directo y efectivo de los que poseen los animales terrestres, ya que no necesita de la sangre para transportar los gases respiratorios. Está constituido por un conjunto de tubos (tráqueas) que se ramifican repetidas veces (traqueolas) y se extienden a todas las partes del cuerpo, el aire entra en dichos tubos a través de unos orificios llamados espiráculos, que se localizan en la superficie corporal, así el O 2 se difunde directamente a todas las partes del cuerpo y el CO 2 se difunde al exterior en dirección opuesta. Es característico de los insectos y algunos otros artrópodos (ácaros, arañas, etc.).
Cisterna de Pecquet: Es un pequeño depósito abdominal a donde desembocan vasos linfáticos, provenientes de vasos quilíferos, vellosidades intestinales, vasos procedentes de extremidades inferiores y del resto de las vísceras abdominales. CIRCULACIÓN EN PLANTAS Se pueden observar dos tipos principales de sistemas de transporte: ·
Difusión Celular. Consiste en que las sustancias pasan de una célula a otra mediante simple difusión. Lo presentan las Talofitas.
·
Sistema Vascular. Constituido por un conjunto de vasos a través de los cuales se mueven las sustancias. Está constituido por xilema y floema.
Cutánea: El intercambio gaseoso ocurre a través de la superficie corporal, por simple difusión, como en los espongiarios, celentéreos, platelmintos, moluscos nudibranquios, larvas de anfibios y la mayor parte de los anélidos.
3. Branquial: Este tipo de respiración se lleva a cabo por estructuras denominadas branquias, que son los órganos respiratorios más efectivos para los animales acuáticos, estas pueden ser simples extensiones de la superficie del cuerpo, como las branquias dérmicas de las estrellas de mar, o las branquias externas de anfibios acuáticos, siendo las más eficaces las branquias internas de los artrópodos y peces que son delgadas estructuras filamentosas bien vascularizadas.
Por el xilema circula el agua con sustancias inorgánicas desde las raíces hacia el resto de la planta y por el floema circulan las sustancias fundamentales constituidas por agua, glucosa, sales minerales, sacarosa, aminoácidos, fructosa desde las hojas principalmente hacia el resto de la planta.
4.
Pulmonar: Los vertebrados que respiran aire poseen pulmones que son cavidades internas muy vascularizadas, es propio de gasterópodos terrestres (caracoles) de arácnidos (pulmones en libro o filotráqueas) y vertebrados a excepción de los peces. En ciertos invertebrados (caracoles pulmonados, escorpiones, algunas arañas y algunos crustáceos) hay unos pulmones sencillos; pero su ventilación no es muy eficaz.
TEMA 8 Sistema respiratorio humano Está formado por las vías respiratorias y los pulmones, no solo sirven para el paso de los gases, sino también intervienen como organismos de defensa, sobre todo el reflejo del estornudo y la tos.
SISTEMA RESPIRATORIO
1. Vías respiratorias: Son un conjunto de cavidades y tubos interconectados que transportan el aire hasta los pulmones. Está formado por:
Está dado por el conjunto de órganos que se encargan de tomar el oxígeno del exterior y transportarlo a la sangre para que esta lo distribuya a las células del cuerpo. Las células utilizan el oxigeno para realizar la combustión de los alimentos en cuyo proceso desprenden dióxido de carbono que por la sangre irá a los órganos respiratorios para ser expulsado al exterior.
a) Fosas nasales: Son dos cavidades alargadas que se encuentran separadas por el tabique nasal, localizadas en la parte media de la cara, debajo del
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ cráneo y encima de la boca. Toda la cavidad está revestida por la mucosa nasal, la que se divide en dos tipos: ·
Mucosa respiratoria, que se ubica en los 2/3 anteriores de las fosas, es de color rojo (vascularizado) y tiene como función el acondicionamiento del aire inspirado, es decir, lo calienta, purifica y humedece.
·
Mucosa olfatoria, que se ubica en el 1/3 posterior, es de color amarillo y tiene como función el olfato.
cricoides) y tres pares (aritenoides, corniculados y cuneiformes). La laringe contiene las cuerdas vocales, que producen sonidos, cuando están tensas producen tonos agudos y cuando están relajadas tonos graves. La laringe utiliza el aíre inspirado para producir la voz, ya que en ella se encuentran las cuerdas vocales.
Funciones: o o
Funciones: -
o
Transporte del aire Actúa como caja de resonancia para la voz Filtra, calienta y humedece el aire inspirado.
d)
Senos paranasales: Son cavidades óseas llenas de aire localizadas en la parte superior de las fosas nasales, están revestidos por la mucosa respiratoria y su inflamación provoca la sinusitis. Tiene como función calentar y humedecer el aire inspirado, así como ser cajas de resonancia de la voz.
Nasofaringe: Porción superior, se localiza detrás de las fosas nasales, en cuyas paredes encontramos cuatro aberturas: los dos orificios nasales y dos orificios auditivos (trompas de Eustaquio), en la pared posterior se encuentra también la amígdala faríngea. Es una vía respiratoria.
·
Orofaringe: Porción media se localiza por detrás de la boca, es una vía respiratoria y digestiva.
·
e) Bronquios: Son dos conductos cartilaginosos que se originan como consecuencia de la bifurcación de la tráquea a nivel de la cuarta vértebra dorsal. Son de los siguientes tipos: o
o
Laringofaringe: porción inferior, se localiza por detrás de la laringe. Es una vía respiratoria y digestiva.
Función: Es una vía transportadora del aire. c)
Tráquea: Es un pasaje tubular que se extiende desde la laringe hasta los bronquios principales, derecho e izquierdo. Se localiza en la región torácica, por delante del esófago y detrás del esternón. Está formada por músculo traqueal y anillos cartilaginosos (aproximadamente 16 - 20) en forma de C. El último anillo traqueal se denomina Carina, de donde nacen los bronquios. El tubo traqueal está revestido internamente por epitelio seudoestratificado cilíndrico ciliado con células caliciformes que secretan moco. Función: Trasporte y purificación del aire inspirado.
b) Faringe (garganta): Es un tubo muscular que se comunica con las fosas nasales, cavidad oral, laringe y esófago, se ubica delante de las vértebras cervicales y detrás de las fosas nasales, boca y faringe. Presenta tres porciones: ·
Purifica el aire inspirado. Impide el paso de alimentos hacia la vía respiratoria. Produce el sonido
o
Laringe (órgano de la voz): Es un corto pasaje que conecta la faringe con la tráquea; está formada por nueve cartílagos: tres impares (tiroides, epíglotis y
Bronquiolo primario o principal: Son dos, derecho e izquierdo, resultan de la bifurcación de la tráquea, por lo que tienen anillos cartilaginosos incompletos y están revestidos por epitelio seudoestratificado cilíndrico ciliado y, se dirigen hacia los pulmones, ambos ambos tienen poco más de la mitad del calibre de la tráquea siendo el derecho más amplio que el izquierdo. Bronquios secundarios o lobares: Resultan de la división de los bronquios primarios, uno por cada lóbulo del pulmón (el pulmón derecho tiene tres lóbulos y el izquierdo dos). Los bronquios secundarios están revestidos por epitelio monoestratificado cilíndrico ciliado. Bronquios terciarios o segmentarios: Resultan de la división de los bronquios lobares, cada uno ingresa a un segmento del pulmón.
Función: Transportan y purifican el aire inspirado.
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ f)
Bronquiolos: Son conductos muy pequeños con un diámetro de 1mm y están desprovistos de cartílago y glándulas, resultan de la división de los bronquios segmentarios. Los bronquiolos se dividen en bronquiolos terminales (última vía respiratoria), los bronquiolos terminales se dividen en bronquiolos respiratorios que se abren en el conducto alveolar. La mucosa esta revestida por epitelio monoestratificado cilíndrico ciliado.
el cual consiste en tomar el O 2 del aire para llevarlo a las células y extraer de estas el CO2 para transportarlo al exterior. Al intercambio de gases entre el alveolo pulmonar y el capilar sanguíneo alveolar se denomina hematosis, en donde el oxígeno se difunde a la sangre y el CO 2 se difunde a los alveolos. Los movimientos respiratorios son involuntarios, regidos por el bulbo raquídeo; pero puede intervenir la voluntad (mantener la respiración, modificar su ritmo). Las células nerviosas a su vez son excitadas por la concentración de CO 2 en la sangre. Cuando esta aumenta, los movimientos respiratorios se aceleran.
Función: Transportan y purifican el aire inspirado. 2.
Pulmones: Son órganos pares, de forma cónica ocupan la cavidad torácica; separados uno del otro por el corazón. Son blandos, esponjosos y elásticos. El pulmón derecho tiene tres lóbulos y el izquierdo dos lóbulos. Los pulmones están cubiertos por una membrana serosa denominada pleura, la cual presenta dos hojas: la hoja externa llamada pleura parietal y la hoja interna llamada pleura visceral, existiendo entre ellas una cavidad denominada cavidad pleural, en cuyo interior se encuentra el líquido pleural que proporciona lubricación a los pulmones durante los movimientos respiratorios. Dentro de los pulmones, los bronquios se ramifican en vías respiratorias cada vez más pequeñas y numerosas, los bronquiolos, cada uno de ellos desemboca en un racimo de diminutos sacos aéreos llamados alvéolos. Los alveolos son pequeños sacos, rodeados y separados entre sí por una delgada capa de tejido conjuntivo que contiene abundantes capilares sanguíneos. La pared alveolar presenta las siguientes células: ·
Neumocitos I: Son células epiteliales planas. Forman la pared alveolar y permiten el intercambio gaseoso.
·
Neumocitos II: Llamados también células septales, son cuboides a redondeados , poseen microvellosidades que secretan el líquido alveolar que mantiene húmeda la superficie de la pared alveolar.También elaboran el líquido surfactante o agente tensioactivo, que es una mezcla compleja principalmente de fosfolípidos y lipoproteínas que tiene por función mantener abierto al alveolo, es decir disminuye la tensión superficial del líquido alveolar la cual reduce la tendencia de los alveolos a colapsarse.
·
Macrófagos alveolares: Llamados también células de polvo. Se encargan de fagocitar microorganismos y finas partículas de polvo.
Respiración en las plantas El intercambio gaseoso en los vegetales se realiza a través de estructuras denominadas estomas que se localizan en las hojas; mientras que las raíces maduras y en los tallos leñosos encontramos poros no suberizados que reciben el nombre de lenticelas, los cuales permiten el ingreso de O 2 a los espacios intercelulares de los tejidos y de la misma forma permiten la salida de CO 2 al exterior.
TEMA 9 APARATO EXCRETOR La excreción es el proceso de liberar del cuerpo los desechos metabólicos, incluyendo el agua. Muchos animales han desarrollado eficientes aparatos excretores y formas de excreción, procesos que permiten liberar del cuerpo el exceso de agua que se ingiere con los alimentos, el exceso de iones y sustancias nocivas.
Órganos especializados especializados en la excreción
Fisiología de la respiración
1. Protonefridios: Estructura excretora especializada que consiste en túbulos sin aberturas internas, sus extremos son ciegos expandidos, consisten en células flamígeras, que poseen penachos y pelos. Estas células yacen en el líquido que bañan las células corporales, el líquido entra en las células flamígeras, pasa por los túbulos y conductos excretorios y sale del cuerpo a través de poros excretorios. Ejemplo, los platelmintos y nemertinos.
El sistema respiratorio ingresa y expulsa el aire por un proceso puramente mecánico, llamado ventilación pulmonar y por un proceso químico realiza el intercambio de gases,
2. Metanefridios: Son túbulos abiertos en ambos extremos; el interior se abre en el celoma y el extremo externo se abre al exterior a través de un poro excretorio,
El intercambio gaseoso se produce a través de las membranas alveolo-capilares.
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ A. Los riñones: Son dos órganos simétricos situados en la parte superior del abdomen a ambos lados de las primeras vértebras lumbares, tienen forma de frijoles y están enfrentados por su parte cóncava en cuyo centro, llamado hilio, penetran las arterias renales y los nervios y salen las venas renales. Están envueltos por tres capas que de afuera hacia adentro son:
parte del líquido es reabsorbido, lo demás es eliminado al exterior en forma de orina. Ejemplo, los anélidos.
3. Túbulos de Malpighi: Estructuras excretoras en la cual sus células transfieren sales y desechos por difusión y transporte activo desde la sangre a la cavidad de los túbulos, estos se vacían en el intestino en el cual se reabsorbe sales y agua. Ejemplo, los artrópodos. 4. Glándulas verdes o antenales: Par de estructuras ubicadas en la cabeza del animal, cada glándula consta de un sáculo, un túbulo excretor y una vejiga. El líquido de la sangre es filtrado en el sáculo; los desechos son excretados por el túbulo excretor y por la vejiga que se abre al exterior por un poro excretor situado en la base de la antena. antena. Ejemplo, los crustáceos. 5.
Riñón: Son los principales órganos excretores que se encargan de la excreción de la mayor parte de los desechos nitrogenados, y ayudan a mantener el equilibrio hídrico ajustando el contenido de agua y sal en la orina. Lo presentan los vertebrados.
Piel (glándulas sudoríparas): Excretan agua, calor, CO 2 y pequeñas cantidades de sales y úrea.
·
Tracto gastrointestinal: gastrointestinal: Elimina productos de desecho sólidos y no digeridos y excreta CO2, H20, sales y calor.
·
El hígado: Elimina la bilis con diversos productos de excreción que se vierten a la sangre y van a pasar a los riñones.
La fascia renal, capa externa de tejido conectivo fibroso que fija al riñón a las estructuras vecinas y con la pared abdominal.
·
La cápsula adiposa, capa media de tejido adiposo que rodea a la cápsula renal, protege al riñón de golpes y traumas. Lo mantiene adherido a la cavidad abdominal.
·
La cápsula renal, capa interna, es una membrana fibrosa transparente y lisa. Sirve para aislar al riñón de posibles infecciones.
Los riñones llevan en su borde superior un órgano en forma de capucha, son las cápsulas suprarrenales, glándulas endocrinas que directamente nada tiene que ver con la excreción.
Órganos implicados en la excreción en los vertebrados: Diversos órganos contribuyen a eliminar productos de desecho del organismo como son: Pulmones: Excretan CO2, calor y una pequeña cantidad de agua. · ·
·
Estructura interna: Al realizar un corte longitudinal a cada riñón se aprecian las siguientes zonas: a) Corteza renal: De color oscuro y de aspecto granuloso debido a los corpúsculos renales o de Malpighi. En la corteza renal se encuentran los glomérulos renales y los tubos contorneados. b) Médula renal: La médula renal contiene entre 12 - 18 estructuras triangulares llamadas pirámides renales. La punta de cada pirámide es una papila renal, cada papila tiene varios poros que son las aberturas de los conductos colectores. La porción de la corteza renal y una pirámide se denomina lóbulo renal. En la médula renal se encuentran el Asa de Henle y el tubo colector.
APARATO URINARIO HUMANO
La unidad funcional del riñón es la nefrona.
La excreción en el ser humano es llevada a cabo por el aparato urinario. Tiene por misión tomar los productos de excreción de la sangre y llevarlos al exterior. Los productos de excreción son sustancias que resultan de la digestión de las células (úrea, ácido úrico, sales inorgánicas, CO 2) o aquellas que se han tomado en exceso (agua, sales, alcohol), o son nocivas para el organismo (venenos, glucosa). Todas estas sustancias son llevadas por el torrente sanguíneo a los riñones donde se forma la orina que se acumula en la vejiga urinaria y es expulsada al exterior por la uretra.
Nefrona: Cada riñón está formado por más de un millón de unidades funcionales llamadas nefronas. Consta de dos porciones: porciones: Un corpúsculo renal en el que se filtra el líquido y un túbulo renal, al que pasa el líquido filtrado. 1. Corpúsculo renal: Tiene dos componentes, un ovillo de capilares, el glomérulo, rodeado por una capa epitelial de doble pared, la cápsula de Bowman o cápsula glomerular.
El aparato urinario consta de dos partes: el riñón y las vías urinarias.
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ La pared interna de la cápsula presenta podocitos (células en forma de pie) que envuelven al glomérulo. La pared externa de la cápsula presenta un epitelio escamoso no especializado y forma la capa epitelial parietal del del espacio capsular (urinario), la capa podocítica se denomina capa visceral de la cápsula de Bowman.
c)
Células mesangiales: Son células dendríticas que ocupan el espacio limitado por la arteriola aferente, mácula densa, arteriola eferente y el polo vascular del corpúsculo de Malpighi. Presentan capacidad fagocítica, siendo esta su única función.
La renina actúa sobre el angiotensinógeno hepático que se convierte en angiotensina I y esta en angiotensina II (un potente vasoconstrictor). Además el aparato yuxtaglomerular produce la hormona eritropoyetina que estimula la formación de glóbulos rojos.
El plasma sanguíneo es filtrado a través de la pared capilar glomerular y su capa podocítica adherente para formar un ultrafiltrado que permanece dentro del espacio urinario del corpúsculo y sale de este por el túbulo contorneado proximal. El agua y muchos solutos se filtran desde el plasma sanguíneo al espacio capsular. Las proteínas plasmáticas de alto peso molecular y los elementos formes de la sangre normalmente no se filtran.
Fisiología de la formación de la orina: La formación de la orina comprende tres procesos principales: filtración, reabsorción y secreción. 1. Filtración: Es el paso del plasma sanguíneo del glomérulo de Malpighi hacia la cápsula de Bowman.
2. Túbulo renal: Presenta tres segmentos principales:
Reabsorción: Se realiza en los tubos nefronales en forma activa y pasiva. Intervienen las hormonas aldosterona a nivel del túbulo contorneado distal para la reabsorción de Na + y la antidiurética a nivel del tubo colector para la reabsorción de H 2O.
a) Túbulo contorneado proximal: Es el más largo, está revestido con epitelio cúbico simple, el cual presenta microvellosidades (llamado también borde en cepillo). b) Asa de Henle: Estructura tubular con una parte delgada y una gruesa, tiene la forma de” U” generalmente la mayor parte del asa delgada es descendente y la mayor parte del asa gruesa es ascendente.
2. Reabsorción: Se realiza en los tubos nefronales en forma activa y pasiva. Intervienen las hormonas aldosterona y la antidiurética. La reabsorción tubular permite que el organismo retenga la mayor parte de los nutrientes. Ocurre por dos mecanismos:
c) Túbulo contorneado distal: Con epitelio cúbico simple sin microvellosidades, desembocan en los tubos colectores que esta formado también por epitelio simple cúbico.
·
Transporte pasivo: Ocurre sin gasto de energía. Ejemplo: H 20 y la úrea.
Aparato yuxtaglomerular: yuxtaglomerular:
·
Es una estructura renal formada por el contacto entre una parte del túbulo contorneado distal y una arteriola aferente. Se va a encargar de secretar la enzima renina o angiotensinogenasa angiotensinogenasa. En él distinguimos tres tipos de células:
Transporte activo: Cuando hay gasto de energía. Ejemplo la glucosa, aminoácidos, Na +, K+, Ca++, etc.
La reabsorción se realiza de la siguiente manera: a) Túbulo contorneado proximal: 65% de H20, 100% de glucosa y aminoácidos, Na+, Cl Cl-, y HCO3-
a) Células yuxtaglomerulares: Sintetizan, almacenan y liberan los granos de renina (interviene indirectamente en la elevación de la presión arterial). Son células diferenciadas que pertenece al endotelio de la arteriola aferente.
b) Asa de Henle: 15% de H20 rama descendente, rama ascendente Na +
b) Células de la mácula densa: Células diferenciadas pertenecientes al epitelio que reviste el túbulo contorneado distal. Son células cúbicas altas y amontonadas que dejan unos espacios intercelulares amplios que permiten el contacto directo de la orina con la membrana basal. Estas células son sensibles a los cambios de concentración de ClNa en el líquido de la luz del túbulo.
c)
Túbulo contorneado distal: 10% de agua, también Na +, K+, Cl-, y HCO3-. La aldosterona interviene en la reabsorción del Na +. Por transporte pasivo Cl -.
d) Conducto colector: 9% de agua por efecto de la hormona antidiurética.
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_________________________________________________________________B ______________________________ ___________________________________BIOLOGÍA__________ IOLOGÍA________________________________________ _______________________________________________________ _________________________ B. Secreción: Es la eliminación de los metabolitos a lo largo de los tubos nefronales, para luego formar y eliminar aproximadamente 1.5 litros de orina al día. La orina es de color amarillo claro debido al urocromo, con un pH aproximadamente de 6 y contiene ácido úrico, úrea, creatinina, cetoácidos, cloruros, hidrógeno, potasio, sodio, calcio, fósforo, etc.
·
Uréteres: Son dos conductos cilíndricos y delgados, nacen en la pelvis renal; posee dos capas de músculo liso que le permiten movimientos peristálticos. Los uréteres terminan en la cara postero-lateral de la vejiga urinaria.
·
Vejiga Urinaria: Es un órgano muscular hueco que se comunica con la uretra, tiene como función almacenar la orina y permitir su expulsión (micción).
Vías urinarias:
·
Uretra: Es un conducto fibromuscular que sirve para dar paso a la orina desde la vejiga urinaria hasta el exterior.
·
·
Cálices: Tienen la forma de pequeños tubos membranosos, llamados cálices menores, Existen 9 en promedio por riñón, se reúnen sí para formar conductos colectores más voluminosos llamados cálices mayores, existiendo por lo común tres cálices mayores. Los cálices tienen como función recepcionar la orina de las pirámides de Malpighi.
Excreción en los vegetales La excreción en los vegetales se conoce mejor como la transpiración, función por la cual las plantas eliminan el exceso de agua absorbida por las raíces en forma de vapor de agua. La mayor parte de la pérdida de agua tiene lugar a través de los estomas de las hojas.
Pelvis Renal: Es un receptáculo aplanado de adelante hacia atrás, que tiene por función recepcionar y drenar la orina hacia los uréteres.
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