Estudios Sociales Matemática Lengua y Literatura. Célula: estructura y función. Valores

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1 Módulo pedagógico 1 de Ciencias Naturales Las células Bloque curricular: Seres vivos y su ambiente Noveno grado EGB Tipos de organismos 5 6 Línea del tiempo Unidad estructural 1 Funciones básicas de las células 4 Tipos de células y estructura 3 Forma y tamaño de las células 2 Ciencias Naturales Célula: estructura y función Valores Estudios Sociales Matemática Lengua y Literatura 7 Las plantas resuelven problemas matemáticos 8 Producción de párrafo de opinión 8 Ética: El uso de células madre 9 Seres vivos diversos y similares a la vez En el recorrido diario de la casa a la institución educativa, se observan a simple vista diversos seres vivos. Estos seres, presentan una organización interna compleja que a su vez se forma de partes individuales aún más pequeñas. Al estudiar órganos como el corazón, el estómago o el ojo, se identifican diferentes tejidos propios de cada órgano. mayor tamaño se denominan pluricelulares, porque se forman de un conjunto de células. Adicionalmente, se formuló que todos los seres vivos presentan la misma estructura química, es decir, se forman de agua, sales minerales y sustancias orgánicas. Todos los organismos realizan las mismas funciones vitales: nutrición, excreción, relación y reproducción. Cuando se inventó el microscopio, los biólogos prestaron atención a las estructuras que se observan en los tejidos tanto de animales como de plantas, estructuras que se repetían, a las que se denominó células. Así, se desarrolla una teoría para explicar las observaciones, denominada teoría celular, la cual postula que los organismos vivos se forman de células. Los organismos a los que se llamó microscópicos, se forman de una célula. Los organismos de Contar con el microscopio permitió a los científicos identificar la gran diversidad de microorganismos, incluso mayor que la diversidad de organismos pluricelulares. Los microscopios permiten distinguir detalles finos y precisos del objeto observado, ya que con ellos se puede ampliar y aumentar la resolución de la imagen. Gracias a estas características se puede observar y estudiar la gran diversidad de células presentes en los seres vivos. Comentamos: qué funciones cumplen las células que conforman nuestro organismo? 1

2 La célula como unidad estructural de los seres vivos Qué clases de células conocemos? A partir del siglo XVII, los biólogos, con ayuda del microscopio, observaron diversidad de estructuras de plantas y animales. Estos tejidos observados presentaban algunas características que lo diferenciaba, pero una se repetía en todos ellos: la célula. Luego de un conjunto de estudios, se concluyó que la célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos, puede existir de manera independiente y es capaz de reproducirse. Por qué la célula puede existir de manera independiente? Las células varían en tamaño y forma, pero todas las células presentan tres estructuras básicas: membrana, citoplasma y material hereditario. La membrana celular. Es la capa externa que rodea a la célula. Se encarga de regular el paso de agua, nutrientes y otros productos entre el medio interno y el medio externo de la célula. Podría compararse con la piel del cuerpo humano. El citoplasma. Es el espacio interno de la célula, contiene un líquido de apariencia gelatinosa. En el citoplasma se encuentran los orgánulos, que son estructuras que realizan diversos procesos químicos (meta bólicos) y que, a manera de órganos, cumplen funciones específicas; por ejemplo, producir energía, elaborar sustancias, etc. El material genético. Almacena todas las instrucciones necesarias para las actividades de la célula. Puede compararse con el disco duro de la computadora, donde se almacena el software. Glosario orgánulo. Estructura parte de la célula, que tiene una función específica. Forma de la célula Las células presentan diversidad de formas, por ejemplo, estrelladas, prismáticas, aplanadas, elípticas; así mismo, existen otras que no tienen forma definida. Algunas presentan una pared que rodea la membrana celular, por lo que tienen apariencia rígida. En algunos tipos de células se encuentran estructuras especializadas que permiten su movimiento, pueden ser flagelos (espermatozoide), cilios (algunos protozoarios), pseudópodos (glóbulos blancos); esta característica les permite, además, obtener alimento. Neurona brgfx/freepik.com Célula Animal Núcleo Citoplasma Orgánulos grfxrf/freepik Célula epidérmica Membrana Celular Célula muscular grfxrf/freepik Por qué afirmamos que la célula es la unidad estructural de los seres vivos? 2

3 Tamaño de la célula Hemos observado células a simple vista? Es posible esto? El tamaño de una célula es muy variable. Se puede encontrar bacterias con una y dos micras de longitud, los glóbulos rojos que miden siete micras, los espermatozoides y oocitos de 150 micras. Entre los vegetales, se pueden encontrar granos de polen que miden 200 micras y, entre los animales, las aves, cuyo oocito mide un centímetro (codorniz) o siete centímetros (avestruz) de diámetro. En general, el tamaño de la célula influye en la viabilidad y correcto funcionamiento, ya que determina la relación entre superficie y volumen. Por ejemplo, si aumenta el volumen celular y no la superficie, se dificulta el nivel y regulación de intercambio de sustancias vitales. En el citoplasma de la célula ocurre gran variedad de reacciones químicas (metabolismo). El número de reacciones metabólicas es proporcional al volumen de la célula. Para que se desarrollen las reacciones son necesarias sustancias que serán absorbidas por la membrana celular. Algunas de estas entran y salen de la célula. Existe relación directa entre las sustancias que cruzan la membrana y la superficie. Por lo anterior, se establece que la relación entre la superficie y el volumen celular es un factor que limita el tamaño de la célula. Glosario micra. Es una unidad de longitud equivalente a una milésima parte de un milímetro. Su símbolo es µm. Es utilizada para medir células y orgánulos celulares. Pixabay/Freepik / Public. Bacteria Glóbulos rojos Espermatozoide Granos de polen Para observar las células requerimos siempre de microscopio? Por qué? Usando como Espermatozoide referencia el video expuesto Granos en de el polen siguiente enlace: respondemos: qué importancia representa el microscopio para observar lo que es invisible al ojo humano? Para analizar la pregunta podemos apoyarnos en el siguiente organizador gráfico. Palabra Escojo una palabra que haya llamado mi atención o que considere importante. Explico por qué la he elegido y qué representa. Qué relación consideramos que tiene el tamaño de la célula con el volumen de su citoplasma? Idea Escojo mi idea principal sobre el video analizado. Explico por qué he elegido esa idea y qué representa. Frase Escojo una frase que sea especialmente representativa. Explico por qué la he elegido y qué representa. Fuente: 3

4 Para saber más Cómo se estudian las células? Conocer y comprender el funcionamiento de las células ha llevado a los investigadores a desarrollar diversas formas de estudiarlas. Precisamente, el término célula surgió tras el invento del microscopio, como se ha dicho anteriormente. Gracias al uso del microscopio se han identificado los tipos de células, sus estructuras e inclusive sus procesos, y además se han formulado principios que se cumplen en todos los seres vivos: la teoría celular. El desarrollo de diferentes recursos tecnológicos, orientados a mejorar el microscopio, permite nuevas comprensiones sobre el funcionamiento de la célula, lo que a su vez motiva a realizar mejoras en la tecnología microscópica. Qué tipo de células forman las bacterias, las plantas y los animales? Una célula animal es eucariota o procariota? Por qué? Tipos de células De qué tipo de células se forman los organismos que conocemos? De acuerdo con las características de las estructuras básicas de las células, se conocen dos tipos: 1. Las células procariotas son características de las bacterias. Se definen por presentar una organización sencilla, formada por membrana celular, citoplasma que contiene al material genético de forma circular y algunos orgánulos. Son muy pequeñas (menos de cinco micras de diámetro). Algunos tipos de bacterias pueden moverse, impulsadas por flagelos. 2. Las células eucariotas son más complejas, ya que se forman de membranas que delimitan diferentes compartimentos dentro de ellas; por ejemplo, la mem brana nuclear, que envuelve el material genético. Por esto se afirma que este tipo de células presenta un núcleo definido y el material hereditario se organiza en estructuras llamadas cromosomas; además, tiene varios orgánulos limitados por membranas, que se ubican en el citoplasma y tienen funciones únicas. Estas células son características de las plantas, hongos, protozoarios, animales y presentan diversidad de tamaños y formas. Las células eucariotas, a su vez, son de dos clases: animales y vegetales. a. Las células animales son características de todos los animales. b. Las células vegetales forman todas las plantas. Las células eucariotas son mucho más complejas que las procariotas, de allí que sean características de organismos que poseen estructuras más complejas, como una planta, que presenta tejidos diferenciados y órganos, cada uno con una función específica que contribuye a mantener la vida, asegurar su relación con el medio y realizar un proceso de reproducción. En la naturaleza, también se encuentran organismos unicelulares y pluricelulares, clasificación establecida de acuerdo con el número de células que lo forman. Membrana plasmática Pared celular Cápsula Plásmido Ribosomas Pili Célula procariota Citoplasma Flagelo Nucleoilo (ADN circular) 4

5 Huéspedes indeseables Anton Van Leeuwenhoek, quien construyó microscopios simples para observar diversidad de muestras, raspó la materia blanca que estaba acumulada entre sus dientes y la observó con el microscopio. Para su sorpresa, vio millones de células a las que llamó animalículos, organismos unicelulares, microscópicos que ahora se conocen como bacterias. Preocupado por la presencia de estas formas de vida, intentó matarlas con vinagre y café caliente, con muy poco éxito. El ambiente tibio y húmedo de la boca humana, en particular entre los dientes y encías, es el hábitat ideal para una variedad de bacterias. Algunas formas de bacterias producen una capa de mucílago que les ayudan a adherirse a los dientes. Cada bacteria se divide por separado hasta formar una colonia. Gruesas capas de bacterias y mucílago forman esa sustancia blanca, llamada placa. El azúcar de los alimentos y bebidas nutre a las bacterias, que producen un ácido, sustancia que corroe el esmalte de los dientes, lo que forma cavidades pequeñas en las que se multiplican las bacterias y con el tiempo aparece la caries. ( Audesirlk, Byers, 2008, p.77). Podemos afirmar que el desarrollo de la caries se debe a la presencia de bacterias? Cómo podemos evitar la formación de caries? Qué características debemos considerar para determinar si las célula son animales o vegetales? Estudios Sociales Línea de tiempo El desarrollo del conocimiento sobre la célula, su estructura y tipos, puede también considerarse como un proceso histórico. Esto se evidencia a través de la creación de una línea del tiempo. Miramos los siguientes videos: El microscopio en Postulados de la teoría celular Podemos tomar nota de la información. Elaboro una línea del tiempo que establezca la relación entre los postulados de la teoría celular y el desarrollo del microscopio. Organizador gráfico sobre la célula Célula Qué es? Unidad estructural y funcional de los seres vivos Se clasifica en Procariota Eucariota 5 Estructura básica Membrana celular Citoplasma Material genético

6 Las células eucariotas se diferencian Qué tipo de células eucariotas conocemos? Las células eucariotas pueden ser de dos tipos: animal y vegetal. Cada una de estas células presenta estructuras características. Si se observan los gráficos sobre las estructuras que presentan las células animales y vegetales, se pueden identificar algunas de sus diferencias. De acuerdo con planteamiento anterior, las células animales y vegetales tienen características específicas que las distinguen. Una de ellas es la forma de nutrición; sin embargo, hay diferencias en su estructura que están dadas en el nivel celular. Las células vegetales son exclusivas de las plantas y se caracterizan por presentar estructura rígida. Están especializadas para realizar procesos que les permiten sintetizar sus nutrientes. Las células animales son exclusivas de los animales y presentan una gran diversidad de formas y funciones, lo que ha permitido a los animales estar formados por tejidos, órganos y sistemas. Núcleo Nucleolo Retícula endoplasmático Mitocondria Complejo de Golgi Lisosomas freepick Citoplasma Membrana plasmática Pared celular Célula animal Célula vegetal Una de las diferencias entre células animales y vegetales consiste en que estas últimas tienen una forma definida. Indagamos a qué se debe esto. Buscamos ejemplos de células vegetales para explicar la información obtenida. Cuáles son las estructuras propias de la célula animal y vegetal, así como las que se encuentran en las dos células? Para representarlas, empleamos un diagrama de Venn. Ser vivo Tipo de organismo: Tipo de células que posee Características U: unicelular Bacteria: Escherichia coli Protozoario: paramecio Planta: árbol de eucalipto Animal: rana Hongo: moho P: pluricelular 6

7 Estructura de las células eucariotas Además de las estructuras básicas mencionadas anteriormente, y qué otras estructuras reconocemos que presentan las células? Las células eucariotas tienen una estructura interna más compleja que las procariotas. En su citoplasma encontramos un conjunto de orgánulos especializados que, al igual que los órganos del cuerpo de un animal, realizan funciones específicas. El siguiente cuadro muestra los orgánulos celulares comunes a todos los tipos de células. Estructuras básicas Estructura Imagen Función Membrana celular o plasmática ixnio/ S.Glenn Es la capa externa que rodea a la célula. Su función es separar el medio exterior del interior, regula el paso de agua, nutrientes y otros productos entre el medio interno y el medio externo de la célula. Citoplasma Wikipedia Commons Es el medio interno de la célula, está delimitado por la membrana celular. Forma el cuerpo de la célula. Contiene los orgánulos. Es el medio donde se realiza el metabolismo celular y movimiento de moléculas. Núcleo Pixabay / OpenClipart Formado por una doble membrana, contiene el material genético (ADN o ARN). Tiene una forma esférica, con un tamaño que oscila entre 5-25 µm. Este organelo controla las actividades de la célula. Comercio y ciencia Cuando aún era joven estudiante en Berlín a finales de la década de 1920, Ernest Ruska desarrolló bobinas magnéticas capaces de enfocar rayos de electrones. Su propósito era utilizar estas lentes para obtener una imagen como la de microscopio óptico, pero usando haces de electrones en lugar de luz. Durante la década de 1930, desarrolló y perfeccionó esta tecnología. Para 1939, Ruska había diseñado el primer microscopio electrónico comercial. En 1986 obtuvo el Premio Nobel de Física por su labor pionera. Ruska trabajó con la compañía alemana Siemens. Otras compañías de Gran Bretaña, Canadá y Estados Unidos también desarrollaron y fabricaron microscopios electrónicos. Los científicos de diferentes países generalmente cooperan entre sí, pero las compañías comerciales no. A qué se debe esta diferencia? Glosario metabolismo. Proceso de transformación de los nutrientes que ingresan a la célula. Qué se requiere para que nuestra ciudad funcione como la estructura de una célula? 7

8 Orgánulos celulares Cómo realizan sus funciones las células eucariotas? Los orgánulos celulares son estructuras que se encuentran en el citoplasma de las células, sobre todo en las eucariotas, que tienen forma definida. Las células procariotas carecen de la mayor parte de los orgánulos. Orgánulos celulares comunes en las células eucariotas Orgánulo Micrografía / Dibujo Función Mitocondrias Flickr/J.Guzmán Orgánulos formados por doble membrana. Se encargan de realizar la respiración celular, proceso que permite obtener energía necesaria para otras funciones celulares. Ribosomas Retículo endoplásmico Flickr/redondoself Wikipedia Commons/M.Ruiz Orgánulos pequeños, encargados de fabricar las proteínas de acuerdo con las instrucciones que recibe del ADN. Es un conjunto de túbulos que se extiende por el citoplasma. Participan en procesos como elaboración de lípidos y proteínas; almacenaje de sustancias y comunicación entre el núcleo y el citoplasma de la célula. Aparato de Golgi Wikipedia Commons/ Kelvinsong Son orgánulos con forma de sacos aplanados, encargados de completar los procesos de formación de lípidos. Almacenan las proteínas producidas por el retículo endoplasmático. Lisosomas Wikipedia Commons/M.Ruiz Pequeñas vesículas que contienen enzimas, y que se forman a partir del retículo endoplasmático rugoso. Los lisosomas digieren cualquier sustancia que ingrese a la célula. Qué relaciones encontramos entre los orgánulos celulares y los órganos de un animal? Origen de las células eucariotas Tras una serie de investigaciones realizadas para comprender el origen de la vida, se obtuvo información que sustenta la teoría endosimbiótica. Esta teoría plantea que los orgánulos celulares fueron inicialmente células procariotas independientes y que, debido a cambios en el medio, como falta de alimento, protección, etc., establecieron una relación simbiótica con otras células de mayor tamaño al ser englobadas por estas. Este proceso de adaptación se considera un ejemplo de evolución, a través del cual se originaron las células eucariotas. Indagamos: qué orgánulos celulares habrían tenido este origen? Establecemos la relación entre los orgánulos celulares y el metabolismo. 8

9 Orgánulos propios de las células vegetales Que distinciones podemos encontrar entre las células eucariotas animales y las células eucariotas vegetales? Orgánulo Micrografía / Dibujo Función Cloroplastos Pared celular Vacuolas Wikipedia Commons/ Kelvinsong Wikipedia Commons/ Scuellar Wikipedia Commons/M.Ruiz Orgánulos en los que se realiza la fotosíntesis (proceso de transformación de materia orgánica en orgánica con ayuda de la luz solar). La estructura de los cloroplastos es considerada más compleja en comparación que la mitocondria, además consta de numerosos sacos internos formados por una membrana que encierra a la clorofila. Cubierta rígida que proporciona forma y protección a las células vegetales. Rodea a la membrana celular. Sacos de gran tamaño encargados de almacenar sustancias de reserva para la célula. Están presentes en las células vegetales y hongos. Debido a sus características son considerados como orgánulos que participan en la fisiología y homeostasis de las células vegetales. De acuerdo con la información proporcionada en las tablas anteriores, elaboramos un esquema en donde se represente la estructura celular como una ciudad, en la cual los orgánulos cumplen una función específica para el buen funcionamiento de la célula. Matemática Las plantas tienen la capacidad de resolver problemas matemáticos para regular las reservas de alimentos durante la noche. Las plantas, para realizar la fotosíntesis, utilizan la energía de la luz solar y el dióxido de carbono del aire para producir almidón y azúcares. En la noche, consumen el almidón almacenado para mantenerse con vida y seguir creciendo. Del total de almidón que producen, reservan el 5% para almacenarlo. Expertos del Centro John Innes de Norwich, Inglaterra, descu brieron que las plantas realizan cálculos sofisticados de aritmética que les permiten regular la cantidad de almidón que deben usar para regular sus reservas de alimentos. A través de modelos matemáticos, los científicos demostraron que la cantidad de almidón consumida en la noche es calculada a partir de la duración de la noche, no importa que sean noches de cero, 12 o 16 horas. Al parecer, los vegetales dividen el almidón que tienen almacenado entre las horas que faltan para que amanezca, a esta característica se denominó,ritmo interno de las plantas,. Para comprobarlo, los investigadores utilizaron plantas controladas con un ritmo preestablecido de días con 12 horas de luz y 12 horas de noche, a las que cambiaron bruscamente la duración, reduciendo la cantidad de luz a 8 horas o aumentando a 16 horas. En cada caso, las plantas ajustaron sus parámetros de consumo de manera que consumían el 95% y almacenabancel 5% de almidón. Esto llevó a la conclusión de que las plantas realizan cálculos matemáticos. Qué estructuras celulares pueden ser las que participan en este proceso matemático? Fuente: Todas las plantas de nuestro planeta poseen el mismo tipo de células? 9

10 Funciones básicas de las células Qué procesos vitales identificamos que deben realizar las células? Al inicio del módulo se planteó que la célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos. Se considera como unidad funcional ya que lleva a cabo todas las funciones indispensables para mantener la vida. En el caso de los organismos unicelulares, estas funciones deben permitir que sobreviva y dé continuidad a su especie. En cambio, en los organismos pluricelulares, al ser más complejos, sus células, además de realizar funciones básicas, se han especializado de tal manera que cumplen con funciones únicas. La especialización que han desarrollado estas células es de gran complejidad y ha dado paso a la formación de tejidos, órganos y sistemas. Que relaciones identificamos entre los seres vivos y las funciones de sus células? Valor: Ética Respondemos: cuál es nuestra postura acerca de la posibilidad del uso de las células madre, considerando que existe una polémica sobre esta técnica cuando se refiere al uso de embriones muertos? Células madre y su relación con la diferenciación celular Todas las células de un organismo tienen la misma información genética. Esta es una de las razones por las que es posible clonar células a partir de una única célula. Las llamadas células madre tienen la capacidad de desarrollarse en cualquier tipo de células, en células similares o en un único tipo celular. De dónde vienen las células madre? Durante el proceso de desarrollo embrionario, el primer grupo de células que se originan luego de la fecundación se convierten en células madre, a partir de las cuales, a través del proceso de diferenciación, se formarán todos los tipos de células que constituyen un organismo. Las células madre se caracterizan por: Tener alta capacidad de dividirse para formar nuevas células. Esta característica permite el crecimiento de tejidos o la sustitución de células que se han perdido o dañado. Pueden diferenciarse en diversas formas, dando lugar a diferentes tipos de tejidos. Después de analizar la información expuesta e investigando en otras fuentes apoyaríamos el uso de las células madre en la medicina? Por qué? Pixabay/A.Socha Estas dos características hacen que las células madre embrionarias sean útiles para la regeneración de tejidos, por ejemplo, en personas que han sufrido quemaduras. Pueden usarse para recuperar o formar nuevos órganos. En estos dos casos, su uso se denomina terapéutico. Otro aspecto sobre el uso de las células madre es la fuente de donde se obtienen. Se pueden crear deliberadamente embriones a partir de fertilización in vitro, el cigoto resultante se deja desarrollar por unos días. Otra fuente es a partir de la sangre del cordón umbilical de un recién nacido y obtener células de dicha sangre. Fuente: 10

11 Reproducción Qué formas de reproducción conocemos? La reproducción es el proceso que permite crear réplicas idénticas de un organismo. En este proceso tenemos una progenitora que origina a dos o más células hijas. A nivel celular se diferencian dos formas de reproducción: la primera es desarrollada por los organismos unicelulares como bacterias, protistas y hongos; la segunda es la reproducción que realizan las células de organismos pluricelulares, como en animales, plantas, hongos superiores. La reproducción que realizan los organismos unicelulares se da por división simple. Consiste en duplicar su material genético y dividir el citoplasma, juntamente con la membrana celular, y finalmente dividirse y dar lugar a dos células hijas con las mismas características de la célula original. En los organismos unicelulares, se pueden diferenciar tres formas generales de división, que son características de cada clase de microorganismos. Así se encuentra: Bipartición Gemación Esporulación Que semejanzas y qué diferencias encontramos entre los diferentes tipos de reproducción? La importancia de la reproducción para las especies La reproducción es un proceso biológico de mucha importancia, ya que permite crear nuevos individuos, lo que garantiza la supervivencia de las especies. Existen algunas razones por las que la reproducción es un proceso clave en el ciclo de vida de los seres vivos: 1. Garantiza la continuidad de las especies, evitando que estas se extingan. Si hablamos de la forma de reproducción de organismos unicelulares, también conocida como reproducción asexual, presenta, entre otras, las siguientes ventajas: Aumento rápido de la población. Transmisión de características de las células progenitoras a las células hijas. 2. Permite transmitir las características de los padres a los hijos, ya que antes de desarrollarse las células realizan una copia casi exacta de su material genético. Lengua y Literatura A partir de la lectura del artículo sobre la importancia de la reproducción para las especies, elaboramos un párrafo de opinión sobre ventajas y desventajas de la reproducción asexual para organismos unicelulares; podemos centrar nuestra atención en las bacterias. Para elaborar este texto, recordamos su proceso de escritura: Planificación: Defino los temas a buscar, recopilo la información y elaboro esquemas de distribución de la información. Redacción del primer borrador: Escribo el texto teniendo en cuenta el tipo de párrafos, gramática oracional, ortografía, vocabulario, coherencia y cohesión. Revisión del texto: Observo el contenido y la organización de la información, tomando en cuenta que debo comunicar mi propósito al lector. Edición: Presento la versión final del texto de acuerdo con las características establecidas. 11

12 Qué sucede si una célula no se reproduce? En los organismos multicelulares, sus células se reproducen mediante mitosis, proceso que consiste en la duplicación del material hereditario, la división del citoplasma de la célula y la división de la membrana celular. El producto de este proceso son dos células hijas idénticas a la célula original. Solamente las células sexuales, propias de organismos superiores, se producen a través de un proceso llamado meiosis, que genera cuatro células hijas, diferentes de la célula madre, ya que tienen la mitad del material hereditario. Nutrición Qué formas de nutrición presentan los seres vivos? Cuáles se realizan a nivel celular? La nutrición comprende todos los procesos que realizan las células para obtener materia y energía, lo que les permite vivir, crecer, reponer estructuras y reproducirse. Los nutrientes que necesitan las células son orgánicos e inorgánicos. Los nutrientes orgánicos básicos, como el agua, los obtienen del medio en el que viven. De acuerdo con la forma como obtienen los nutrientes orgánicos, las células se clasifican en: Autótrofas. Son células que a partir de nutrientes inorgánicos elaboran nutrientes orgánicos. Necesitan incorporar directamente el dióxido de carbono y agua para producir su materia orgánica. Se diferencian dos tipos de células: las fotosintéticas, como las presentes en las hojas de las plantas que, a través de sus hojas y con la energía solar, elaboran nutrientes como la glucosa. Existen otras células llamadas quimiosintéticas, que realizan procesos como la fermentación, a través de la cual elaboran sus nutrientes. Heterótrofas. Son células que necesitan incorporar directamente del medio, los nutrientes orgánicos. Para desarrollar este proceso cuentan con orgánulos especializados para obtener, procesar nutrientes para elaborar sus propias moléculas y excretar los residuos. Ejemplo de organismo autótrofo Ejemplo de organismos heterótrofos brgfx/freepik Pixabay/Publicdomainpictures / Pixabay/A.Socha Qué ejemplos de organismos autótrofos y heterótrofos podemos citar? Relación Permite a la célula recibir estímulos de su medio y responder a ellos. La forma de respuestas dependerá del tipo de estímulos, sean estos luminosos, químicos o mecánicos. Se define como estímulo todo suceso detectado por el organismo que induce la producción de una reacción. Las respuestas que producen los organismos a los estímulos son de dos tipos: tropismos y taxismos. Los tropismos son respuestas que dan las plantas ante un estímulo externo, se evidencia en el movimiento de sus órganos. Se habla de un tropismo positivo, cuando se orienta hacia el estímulo, o negativo, cuando se orienta de manera opuesta al estímulo. Existen algunos tipos de tropismos, por ejemplo, geotropismo, quimiotropismo, entre otros. Los taxismos son los movimientos generados frente a un estímulo, se dan en animales, bacterias y protistas. Los estímulos que provocan taxismos pueden ser: la fuerza gravitacional, las vibraciones o contacto físico, la variación de temperatura, el movimiento del viento, el cambio de presión atmosférica, la presencia de sustancias químicas y la presencia de corrientes eléctricas. Aplicamos los conceptos estudiados, al identificar diferentes organismos que miramos a diario y describimos su tipo de reproducción, nutrición y relación. 12

13 Tipos de organismos de acuerdo con su organización celular Podríamos determinar si las células llevan una vida independiente? Por qué? Al desarrollar la temática sobre los tipos de células, se ha mencionado que los organismos pueden ser unicelulares o pluricelulares, qué implicaciones tiene esta característica en relación con la diversidad de seres vivos que que se conoce? 1. Los organismos unicelulares presentan una organización más sencilla, ya que se constituyen de una sola célula. Se denominan microscópicos, pues se observan únicamente con ayuda del microscopio. A su vez, estos organismos pueden ser procariotas como las bacterias o eucariotas como las algas, protistas y algunos hongos. Estos organismos viven en una gran diversidad de medios: en el agua, el aire, el suelo; tal es su capacidad que inclusive se han encontrado bacterias que sobrevivieron a viajes espaciales. Una de las adaptaciones que presentan estos organismos es la capacidad de agruparse para tener protección, seguridad, alimento, etc. El ser parte de estas agrupaciones, además de asegurar, alimento, relación y protección, les permite mantener vida independiente. Célula fotovoltaica o fotoeléctrica Es un dispositivo electrónico creado para convertir la energía de la luz solar en electricidad. 2. Los organismos pluricelulares están formados por dos o más células eucariotas que han desarrollado la capacidad de diferenciarse y han permitido una especialización en sus estructuras y funciones. Este proceso de diferenciación hace que las células presenten las siguientes características: Las células que comparten las mismas características presentan también la misma función, que además es específica. Las células no pueden vivir de manera independiente. Necesitan del organismo para vivir. Dan paso a la formación de estructuras más complejas. Los organismos pluricelulares presentan un mayor nivel de organización, ya que se diferencian tejidos y órganos, como en el caso de las plantas. Los animales, además de presentar tejidos y órganos, presentan aparatos y sistemas. Cuántas células formarán estos organismos? Qué características de cada tipo de organismo podemos identificar? El conjunto de varias células fotoeléctricas forman un panel fotovoltaico. Un panel solar fotovoltaico consiste en una red de células solares conectadas en circuito y en serie para aumentar la tensión de salida. A la vez, se conectan varias redes en circuito en paralelo para aumentar la corriente. Con los paneles solares se construyen plantas fotovoltaicas. La energía eléctrica que se produce de esta manera se considera renovable, inagotable y no contaminante. Pueden construirse generadores pequeños para el consumo de una casa hasta las grandes plantas. Fuente: Adaptado con fines pedagógicos. Por qué este dispositivo ha sido denominado célula? Con qué tipo de células podrían compararse las células fotovoltaicas? Qué relaciones encontramos entre los conceptos: unicelular - procariota y pluricelular - ecucariota? Organismos unicelulares Organismos pluricelulares Pixabay/Wikilmages Pixabay/A.Socha 13

14 Actividades evaluativas Nivel de logro 1 Actividad individual 1 Demuestro lo que he aprendido sobre la estructura celular. a. Explico de manera argumentada: La importancia de las células en los organismos vivos. La transmisión del material genético de una célula a otra. b. Elaboro un organizador gráfico que compare las células eucariotas y procariotas a partir de sus características estructurales y funcionales. 2 Demuestro lo que he aprehendido de las células animales y vegetales. a. Establezco semejanzas y diferencias entre la célula vegetal y la célula animal de acuerdo con sus estructuras básicas y orgánulos. b. Respondo con argumento: Qué sucedería si las plantas no tuvieran cloroplastos? Qué sucedería si a una célula muscular se le quitara la mitocondria? Por qué las células animales y vegetales no pueden ser procariotas? Nivel de logro 2 Actividad individual 3 Demuestro mi conocimiento de los organismos celulares. A partir de la información de la tabla, realizo lo siguiente: 1. Identifico la región que tiene menor acceso a agua segura. 2. Formulo razones por las que creo que hay regiones que tienen mejor calidad de agua que otras. 3. Elaboro un cuadro con organismos unicelulares y pluricelulares que contaminan el agua. 4. Sugiero formas de eliminar los microorganismos que contaminan el agua. Porcentaje de población con agua segura y sus componentes (2016) Agua segura (a) Nacional Urbano Rural Sierra Costa Amazonía 70,1 79,1 51,4 75,7 68,1 42,5 Calidad 79,3 84,6 68,2 81,9 79,6 54,8 Cercanía 96,9 99,7 90,8 97,6 97,5 85,2 Suficiencia (a) 94,7 97,0 89,8 93,6 96,0 91,9 Continuidad (b) Suficiencia y continuidad (c) Fuente mejorada 82,0 82,2 81,3 89,4 74,2 86,6 81,6 81,3 82,3 87,8 75,7 85,0 92,2 95,7 84,7 97,6 88,7 80,2 Fuente: 14

15 Nivel de logro 3 Actividad individual 4 Formulo mi postura crítica sobre la clonación de las células madre: a. Investigo sobre la clonación de células madre. b. Explico: por qué se considera importante clonar las células madre? c. Infiero tres conjeturas que se tienen sobre las aplicaciones de clonar células madre. d. Escribo un artículo de opinión donde planteo mi postura sobre la clonación de las células madre y los efectos que creo que se pueden producir en las células. Clonación de las células madres Realizo mi autoevaluación a partir de lo estudiado en el módulo. Autoevaluación Reflexiones Puedo relacionar las características de las células con los organismos? Puedo concluir ideas a partir del análisis de información visual y escrita? Puedo argumentar mi postura frente a un dilema ético científico? Sí, lo hago muy bien Marco con Sí, pero puedo mejorar el aprendizaje alcanzado Lo hago con dificultad Necesito ayuda para hacerlo 15

16 Para enriquecer nuestra cultura, LEAMOS! Cómo mantener saludables nuestras células? El eje de la vida son las células, las unidades más pequeñas de los organismos. Se conoce que las células cumplen con funciones vitales, desde el crecimiento a la movilidad, de la reproducción al metabolismo. En el ser humano están presentes más de mil millones de células. En el núcleo celular está almacenada y codificada la información genética. Estas células contienen múltiples centrales energéticas, llamadas mitocondrias, que aseguran una producción continua de energía, tanto de día como de noche. Si estas centrales energéticas no cumplen completamente sus funciones, el organismo sufre una pérdida de energía y sus células ya no son capaces de reproducirse permitiendo el funcionamiento de otras células y de los órganos vitales. Un mal funcionamiento de las mitocondrias puede producir una serie de síntomas que varían de la debilidad y a la falta de energía, hasta problemas funcionales de órganos específicos, cambios de humor y fertilidad reducida. El ciclo vital de las células puede durar sólo pocos días o toda la vida, como en el caso de las células nerviosas. Existe otra forma en que las células pueden ser afectadas: el estrés resultado de la presencia de radicales libres (átomos con carga eléctrica) que pueden desarrollarse sin obstáculos dentro del organismo. Los átomos de oxigeno o nitrógeno que son producto del metabolismo celular atacan las células dañando su capacidad funcional. Este proceso puede dañar las proteínas esenciales, las paredes celulares o el material hereditario, hasta debilitar el sistema inmunológico. El organismo ya no puede defenderse de modo correcto contra los ataques externos, hecho que puede provocar la aparición de muchas enfermedades graves, como las enfermedades cardiovasculares y reumáticas o incluso el cáncer. Es muy probable que el estilo de vida moderno sea la causa principal del aumento de la producción de radicales libres. Contaminantes como la nicotina, los pesticidas o las diversas emisiones, así como el consumo de medicamentos, las radiaciones derivadas de los dispositivos electrónicos e incluso el estrés aumentan la carga oxidativa (aumento de radicales libres), llamado estrés oxidativo que puede llegar a destruir las células. Si se contaminan demasiadas células, se produce el envejecimiento. Por último, el estrés oxidativo puede conducir a la muerte de todo un órgano. Si el organismo tiene un sistema de defensa lo suficientemente fuerte, estos daños pueden ser reabsorbidos en su mayoría. Fuente: Fuentes Allott, A., Mindorff, D., & Ascue, J. (2015,). Biología. Oxford, Reino Unido: Oxford University Press. Audesirk, T., Gerald, A., & Byers, B. (2008). Biología: La vida en la Tierra. México, México: Pearson. Biointeractive. (2014). Al ver lo invisible: Leeuwenhoek y el descubrimiento de un mundo microscópico. Recuperado el 6 de junio de 2019, en Dgtve Dgtve. (2018). 32. Una revolución en el conocimiento: el microscopio. Recuperado el 6 de junio de 2019, en bit.ly/2qpvkde. Iberola, S.A. (2019). Cómo funcionan las plantas fotovoltaicas? Recuperado el 6 de junio de 2019, en Adaptación con fines pedagógicos. Instituto Nacional de Evaluación Educativa. (2013). Estímulos PISA de Ciencia liberados. Recuperado el 6 de junio de 2019, en reccursostic.eduacion.es. Levin, L. (2019). Células Madre. Educ.ar. Recuperado el 6 de junio de 2019, en Maguregui, C. (2019). Las plantas hacen cálculos aritméticos para sobrevivir. Educ.ar. Recuperado el 6 de junio de 2019, en Portal Académico CCH - UNAM. (2013). Postulados de la Teoría Celular, Biología. Recuperado el 6 de junio de 2019, en Solar - energia.net. (2017). Célula fotovoltaica Qué es y cómo funciona? Solar energía. Recuperado el 6 de junio de 2019, en Telefonica- Educación Digital. (19 de mayo de 2017). Metacognición, metaprendizaje y rutinas de pensamiento. ScolarTic. Recuperado el 6 de junio de 2019, en ly/2exfsdb. Valdivia, B., Pilar, G., & Villarreal, M. (2007). Biología, la vida y sus procesos. México, México: Publicaciones Cultural. VTRChile. (2017). Osmosis. Didacticiencia Biología. Recuperado el 6 de junio de 2019, en Para leyenda legal Ministerio de Educación 2019