CIENCIAS DE LA NATURALEZA. 2º ESO UNIDAD 8. LAS FUNCIONES DE LOS SERES VIVOS I TEORÍA Silvia Álvarez. MªÁngeles García.
ÍNDICE: 1. Características de los seres vivos 2. La célula, unidad básica de los seres vivos 3. Las funciones vitales 4. La nutrición 5. Los seres vivos se relacionan 6. La función de relación en los animales 7. La función de relación en las plantas 1. Las características de los seres vivos Todos los seres vivos tienen en común una serie de características que los diferencias de los seres inanimados: Están formados por la misma materia, una serie de sustancias, comunes a todos, que ponen de manifiesto una unidad de composición. Están constituidos por células. (Célula: unidad de organización y funcionamiento de los seres vivos). Son capaces de realizar tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción. 2. La célula, unidad básica de los seres vivos Todos los seres vivos están constituidos por células. La célula es la parte más pequeña viva capaz de desempeñar las funciones de un ser vivo: nutrición, relación y reproducción. Ciencias de la Naturaleza. 2º ESO Página 2 de 16
Por su pequeño tamaño, el descubrimiento de la célula y de sus componentes no se produjo hasta la invención del microscopio. A partir de este hallazgo, durante los siglos XIX y XX se desarrolla la teoría celular. Esta teoría puede resumirse en las siguientes afirmaciones: La célula es la unidad estructural de los seres vivos, ya que todos los seres vivos están formados por una o más células. La célula es la unidad funcional de todos los seres vivos, puesto que la célula lleva a cabo todas las funciones vitales (nutrición, relación y reproducción). Toda célula procede de otra célula preexistente y se origina por la división de esta última. La célula es la unidad genética de todos los seres vivos. La célula contiene el material hereditario a través del cual transmite sus características a la generación siguiente. En consecuencia, la célula se puede definir como la unidad estructural, funcional y genética de todos los seres vivos. Todas las células tienen la misma estructura básica, la cual consta de tres partes fundamentales: La membrana plasmática. Es una cubierta muy fina que rodea la célula y la separa del medio externo. Sus funciones son: regular la entrada y salida de sustancias, proteger la célula, detectar estímulos del medio externo y comunicar las células entre sí. El citoplasma. Está formado por un líquido de consistencia gelatinosa. En él se producen la mayor parte de las reacciones metabólicas de la célula y se encuentran dispersos los orgánulos. Ciencias de la Naturaleza. 2º ESO Página 3 de 16
El ADN. En esta molécula se encuentra la información genética o hereditaria. Esta información se transmite a las células hijas. Existen dos modelos de organización celular según la complejidad de su estructura interna: Células procariotas y células eucariotas. La diferencia fundamental entre ambas es la disposición del ADN en su interior. Mientras que en las células procariotas el ADN se encuentra libre en el citoplasma (en una región con límites poco definidos llamada nucleoide), en las células eucariotas se halla protegido en el interior del núcleo, orgánulo limitado por la envoltura nuclear. Células procariotas. Bacterias. Además, los únicos orgánulos presentes en todas las células procariotas son los ribosomas. Las células eucariotas, por el contrario, poseen numerosos orgánulos celulares. Ciencias de la Naturaleza. 2º ESO Página 4 de 16
Las bacterias, organismos unicelulares, son los únicos seres formados por células procariotas. Todos los demás seres vivos (algas, protozoos, hongos, plantas y animales) están constituidos por células eucariotas. CÉLULA PROCARIOTA Los primeros organismos vivos que aparecieron en la Tierra hace unos 3.500 millones de años estaban constituidos por una célula procariota. Su estructura interna es muy sencilla: su ADN está disperso en el citoplasma en una región no aislada con límites poco definidos llamada nucleoide. El tamaño de las células procariotas oscila entre 1 y 10 µm. Estas células están formadas por: Cápsula: cubierta exterior presente sólo en algunas bacterias. Pared celular: estructura rígida que da forma a la bacteria. Membrana plasmática: está por debajo de la pared celular y controla la entrada y salida de sustancias. En algunas zonas se pliega hacia dentro, formando los mesosomas que intervienen en la respiración celular y en la reproducción. Citoplasma: parte interior de la célula. ADN: es una única molécula de ADN circular que contiene la información genética. Ribosomas: orgánulos repartidos por el citoplasma que se ocupan de la síntesis de proteínas. Ciencias de la Naturaleza. 2º ESO Página 5 de 16
Flagelos: prolongaciones del citoplasma que intervienen en el desplazamiento. Fimbrias: estructuras cortas y numerosas que fijan la bacteria al sustrato. CÉLULA EUCARIOTA Las células eucariotas surgieron a partir de la evolución de las células procariotas. Su estructura interna es más compleja que la de la célula procariota, ya que poseen orgánulos rodeados de membrana que llevan a cabo las diversas funciones celulares, su ADN está protegido por una membrana nuclear y su tamaño es mayor que el de la célula procariota. Se pueden distinguir dos tipos de células eucariotas en función de los orgánulos que poseen: Las células animales, que presentan centriolos, carecen de pared celular y cloroplastos y sus vacuolas son pequeñas. Son propias de animales y protozoos. Ciencias de la Naturaleza. 2º ESO Página 6 de 16
Las células vegetales, que poseen pared celular rodeando externamente a la membrana plasmática. Además, presentan grandes vacuolas que les sirven para almacenar sustancias y cloroplastos que les permiten realizar la fotosíntesis. Carecen de centriolos. Son propias de las plantas. Asimismo, los hongos presentan un tipo de célula muy similar, aunque en este caso, carecen de cloroplastos puesto que no realizan la fotosíntesis. Ciencias de la Naturaleza. 2º ESO Página 7 de 16
Los organismos eucariotas, a su vez, pueden ser: Ciencias de la Naturaleza. 2º ESO Página 8 de 16
3. Las funciones vitales: 4. La nutrición El mantenimiento de la vida implica para cualquier ser vivo consumir moléculas de su cuerpo que debe reponer con frecuencia. La nutrición es el conjunto de procesos por los que los seres vivos obtienen e intercambian materia y energía del medio externo para incorporarlas al propio organismo y utilizarlas para satisfacer todas sus necesidades. Se realiza en dos fases diferenciadas. La obtención de materia y energía, tiene lugar dentro de cada célula del organismo y se denomina nutrición celular. Existen dos tipos de nutrición celular, según el tipo de materia obtenida y la forma en que se captura la energía: autótrofa y heterótrofa. Ciencias de la Naturaleza. 2º ESO Página 9 de 16
Nutrición autótrofa: Es propia de las plantas y comprende las siguientes etapas: 1. Incorporación de nutrientes del medio: Los principales nutrientes de las plantas son moléculas inorgánicas, como el agua y las sales minerales, que absorben las raíces y el dióxido de carbono, que incorpora directamente por las hojas. 2. Producción de materia orgánica: Se denomina fotosíntesis, se realiza en los cloroplastos de la célula vegetal, donde la clorofila se encarga de captar la energía de la luz solar. Junto con los nutrientes esta energía se utiliza para producir materia orgánica. En este proceso se desprende oxígeno. 3. Utilización de la materia orgánica: Esta materia se emplea para el crecimiento de la planta (regeneración de células) y también para la respiración, proceso que tiene lugar en las mitocondrias y que aporta toda la energía que la planta necesita para seguir absorbiendo las sales minerales, relacionarse con el medio y realizar su actividad vital. 4. Eliminación de las sustancias de desecho (excreción). Se eliminan las sustancias que pueden ser perjudiciales Ciencias de la Naturaleza. 2º ESO Página 10 de 16
Detalle de la función de nutrición AUTÓTROFA: Fotosíntesis Nutrición heterótrofa: Es característica de los seres vivos que no tienen capacidad para realizar la fotosíntesis, como, por ejemplo, los animales. Algunos organismos unicelulares presentan también nutrición heterótrofa, ya que se alimentan de otros organismos unicelulares o de la materia orgánica procedente del medio para elaborar su propia materia y realizar las funciones vitales. En la nutrición heterótrofa se distinguen las siguientes fases: 1. Incorporación de la materia orgánica del medio: Los organismos pluricelulares necesitan de un aparato digestivo que transforme los alimentos ingeridos en moléculas sencillas que puedan utilizar las células. Estas moléculas son luego transportadas por el aparato circulatorio hasta las células. 2. Utilización de la materia orgánica: Con los nutrientes se generan nuevas estructuras celulares y se obtiene energía por respiración para mantener el funcionamiento del organismo. 3. Eliminación de las sustancias de desecho al medio (excreción). Se eliminan las sustancias que no son Ciencias de la Naturaleza. 2º ESO Página 11 de 16
necesarias para las células o las que se han generado en la transformación de la materia. Ejemplos de nutrición: 5. Los seres vivos se relacionan Todo ser vivo, por el hecho de estar vivo, realiza las funciones de nutrición, reproducción y relación. Mediante la función de relación, el individuo capta información de los cambios producidos en el medio, los integra, elabora una respuesta y responde a esas variaciones. Los cambios pueden ser rápidos o lentos, al igual que las respuestas; por eso, los sistemas implicados en esta función son de tipos diversos. Un cambio en el medio que produce una respuesta en el ser vivo se denomina estímulo. Si se produce un cambio en el medio y no afecta a un ser vivo no es un estímulo. Ciencias de la Naturaleza. 2º ESO Página 12 de 16
Los estímulos pueden ser producidos por: Luz Una sustancia química Vibraciones La temperatura La presión Se denominan FOTOESTÍMULOS. Se denominan QUIMIOESTÍMULOS. Se denominan MECANOESTÍMULOS. Se denominan TERMOESTÍMULOS. Se denominan BAROESTÍMULOS. Todo estímulo provoca una respuesta llamada tactismo. El tactismo es positivo si el ser vivo se acerca al estímulo. El tactismo es negativo si el ser vivo se aleja del estímulo. 6. La función de relación en los animales La función de relación permite a los seres vivos responder a los cambios que detecten en el medio ambiente que les rodea. Esta función tiene lugar tanto a nivel celular como a nivel orgánico. o Organismos unicelulares: Coinciden ambos niveles Las respuestas pueden ser bien movimientos o creación de esporas o Organismos pluricelulares: La relación se produce tanto a nivel de las células (nivel celular) como a nivel del organismo como un todo (nivel orgánico) Los animales detectan estímulos y elaboran respuestas coordinadas mediante el sistema nervioso y el sistema hormonal. Ciencias de la Naturaleza. 2º ESO Página 13 de 16
Los estímulos: o Son los cambios en el medio. o Pueden ser de dos tipos: Externos: cambios en el medio ambiente captados por los receptores de los órganos de los sentidos Internos: cambios en el interior del propio organismo que captan receptores internos situados en los propios órganos Coordinación nerviosa: o Receptores: células especializadas en detectar los cambios en el medio. o Sistema nervioso: sistema encargado de recibir la información recogida por los receptores, analizarla y producir una respuesta que manda a los efectores. o Efectores: órganos encargados de llevar a cabo la respuesta: Músculos: cuando la respuesta es un movimiento Glándulas: cuando la respuesta es una secreción Coordinación hormonal: a cargo del sistema endocrino. o Conjunto de glándulas o Productoras de hormonas Sustancias vertidas a la sangre Que actúan sobre ciertas células Para regular la coordinación y el funcionamiento de determinados órganos En los animales superiores, ambos sistemas colaboran estrechamente en el control de las actividades corporales. Ciencias de la Naturaleza. 2º ESO Página 14 de 16
Los ESTÍMULOS percibidos por los órganos de los sentidos y otras estructuras receptoras, pueden ser: Mecánicos: contacto, presión, vibraciones o golpes; son recogidos por los sentidos del tacto y del oído Químicos: producidos por determinadas sustancias y percibidos por los sentidos del gusto y el olfato. Térmicos: sensaciones de frío o calor, recogidas por terminaciones nerviosas localizadas en la piel Lumínicos: producidos por la luz al incidir sobre los ojos Cuando los receptores resultan estimulados, convierten la información recibida en una corriente eléctrica que a través de los nervios llega hasta un centro coordinador o centro nervioso. A lo largo de la evolución, se ha pasado de sistemas relativamente sencillos como el sistema ganglionar de los invertebrados hasta un sistema nervioso constituido por: La médula espinal, que controla los actos reflejos (movimientos involuntarios como retirar una mano ante un pinchazo) El encéfalo, centro coordinador central formado en los vertebrados por: o Cerebro, responsable de: movimientos voluntarios sensaciones funciones superiores (habla, aprendizaje, memoria) o Cerebelo, encargado de: bulbo raquídeo, que se encarga de controlar los movimientos cardíacos y respiratorios. coordinar los movimientos del cuerpo controlar los movimientos aprendidos coordinador todo lo relacionado con el equilibrio y las posturas Las RESPUESTAS pueden ser muy variadas: cambios en el comportamiento, movimientos (con o sin desplazamiento), etc. Ciencias de la Naturaleza. 2º ESO Página 15 de 16
7. La función de relación en las plantas Las plantas también detectan los cambios en el medio (estímulos) y elaboran respuestas ante ellos. Estímulos como gravedad, luz, temperatura, humedad y contacto con otros seres vivos u objetos, influyen por ejemplo sobre el desarrollo del embrión, el proceso de crecimiento de la planta y la formación de sus órganos. Las épocas de crecimiento, reproducción y reposo están relacionadas con las variaciones de las precipitaciones, la temperatura y la duración del día y de la noche (fotoperiodo). Las respuestas consistentes en movimientos en las plantas son los llamados tropismos y las nastias: o TROPISMOS: movimientos relacionados con el crecimiento de la planta o de una de sus partes. Son respuestas lentas e irreversibles. El tropismo es positivo si el movimiento es de acercamiento al estímulo, y negativo, si es de alejamiento. FOTOTROPISMO: el estímulo es una variación en la cantidad de luz. HIDROTROPISMO: respuesta frente a un estímulo cuyo origen es el agua. TIGMOTROPISMO: respuesta a estímulos provenientes del tacto. GEOTROPISMO: respuesta a estímulos de origen gravitatorio. o NASTIAS: respuesta que produce un movimiento pasajero en alguna parte del vegetal respondiendo a estímulos táctiles, lumínicos, etc. Ciencias de la Naturaleza. 2º ESO Página 16 de 16