Unitat 10: L’estructura de la cèl·lula

BIOMOLÈCULES

SALS MINERALS Són molt variades (carbonats, bicarbonats, sodi, calci, sulfats...) i sempre es troben en dissolució a l’aigua.FUNCIONS: - En forma sòlida formen part de l’estructura de la cèl·lula. - Són reactius en la fotosíntesi. - Ajuden a regular el transport a través de la membrana cel·lular.

GLÚCIDS També s’anomenen sucres o hidrats de carboni. Contenen C, H, O. ESTRUCTURA: - La unitat estructural dels glúcids s’anomena sacàrid. Els sacàrids s’uneixen formant cadenes anomenades polímers. - Els polímers de sacàrids es classifiquen segons la llargada de la seva cadena en: · Oligosacàrids (fins a una desena de sacàrids units). Els monosacàrids són els més simples. La glucosa i la fructosa ho són. Els disacàrids són la unió de dos monosacàrids. La sacarosa és la unió d’una glucosa i una fructosa. Els trisacàrids, tetrasacàrids, ... Són cadenes de 3, 4 o més sacàrids.

. Polisacàrids ( més de 10 sacàrids units) El glucogen , el midó i la cel·lulosa són exemples de polisacàrids.

FUNCIONS: - La funció principal del oligosacàrids és la de reactius energètics. - El midó i el glucogen tenen funció de reserva energètica. - La cel·lulosa té funció estructural. - Alguns glúcids ajuden a la regulació de l’intercanvi de nutrients a través de la membrana cel·lular.

LíPIDS També s’anomenen greixos. Contenen C, H, O, organitzats de manera diferent als glúcids ESTRUCTURA: - La majoria són substàncies insolubles en aigua (hidròfobes), encara que poden tenir una part soluble en aigua (part hidròfila). - Els més importants són:

Esteroids Formen part d’aquest grup el colesterol, la cortisona, algunes vitamines i les hormones sexuals dels animals.

Terpens Són molt abundants a plantes i responsables de les aromes d’aquestes (olis essencials: mentol, geraniol, llimoné, ...). També els hi donen color (xantofil·les: groc, carotens: ataronjats). El fitol forma part de la clorofil·la.

Triglicèrids En aquest grup destaquen els àcids grassos, que solen tenir cadenes lineals d’àtoms de carboni amb un grup carboxil (14-22 C aprox).Tenen un comportament lleugerament amfipàtic, amb un cap polar i una cua no polar.

Fosfolípids

El cap fosfat de la molècula és polar i atreu les molècules polars, com l’aigua, sent hidròfil.

Les cues d'àcids grassos són no-polars i, per tant, hidròfobes (repel·leixen l’aigua).

Té molta importància en l’estructura de bicapa de la membrana cel·lular.

Funcions biològiques del lípids

Funció Lípids a la naturaEnergètica Principalment triglicèrids

(àcids grassos)

Estructural Fosfolípids i colesterol a la membrana cel·lular

Protecció Ceres i greixos que recobreixen òrgans

Hormonal Esteroids

Vitamines Esteroids (vit. D)

PROTEÏNES Biomolècules constituïdes per C,H O,N i S. Són les molècules mitjançant les quals s’expressa la informació genètica.

Es sintetitzen als ribosomes d’acord amb la informació que conté l’ADN i que transmet l’ARN.

ESTRUCTURA:

La unitat estructural de les proteïnes s’anomena aminoàcid.

N’hi ha 20 de diferents que formen part de les proteïnes.

Són compostos orgànics que presenten un grup amino, un grup carboxil i radical variable.

Les cadenes d’aminoàcids units mitjançant enllaços peptídics, donen lloc als pèptids i a les proteïnes.

Pèptids: ( cadenes ≤100 AA )

Dipèptids (2AA), tripèptids (3AA), oligopèptids ( fins a 10 AA) o polipèptids ( de 11 a 100 AA)

Són pèptids: la insulina, la oxitocina, moltes toxines de bacteris (toxina botulínica, toxina del tètanus), verins de fongs (fal·loïdina) i verins d’animals com les serps.

Proteïnes: > 100 AA

Les proteïnes es divideixen en dues categories:

Holoproteïnes: només formades per AA. Són holoproteïnes: la queratina i la elastina

Heteroproteïnes: Tenen una part no proteica anomenada grup prostètic. Són holoproteïnes: la hemoglobina i la mioglobina

FUNCIONS BIOLÒGIQUES DE LES PROTEÏNES:

Les proteïnes realitzen una gran diversitat de funcions

Funció estructural i de protecció. El citoesquelet cel·lular es constituït per proteïnes que en polimeritzar-se formen fibres, com per exemple la tubulina dels microtúbuls

Funció transportadora Moltes de les proteïnes que trobem a la membrana cel·lular tenen funció transportadora

Funció nutritiva i de reserva Algunes proteïnes tenen funció de reserva d’aminoàcids. Aquestes proteïnes un cop hidrolitzades o digerides aporten aminoàcids per a la construcció de les proteïnes que es necessitin.

En trobem:A les llavors : gliadina( gluten) del blatAls ous: ovoalbúmina

A la llet : caseïna

Funció reguladora i hormonal Algunes hormones són pèptids com la insulina i la hormona de creixement i l’oxitocina.

Els neurotransmissors , els missatgers químics responsables de la sinapsi

( pas de l’impuls nerviós d’una neurona a una altra) són pèptids

Funció de moviment El moviment es produeix pels microtúbuls del citoesquelet i dels undulipodis. Aquests són constituïts per proteïnes (tubulina)

Funció de defensa i reconeixement Els anticossos o immunoglobulines són proteïnes amb funció de defensa que reconeixen específicament substàncies que ens són estranyes (antígens)

Funció homeostàtica Les proteïnes en general intervenen en la regulació de l’equilibri osmòtic de la cèl·lula i en el manteniment del pH

Funció enzimàtica Tots els enzims són proteïnes. Els enzims són biocatalitzadors . Catalitzen totes les reaccions químiques dels éssers vius.

Els enzims són les unitats funcionals del metabolisme. Sense ells les reaccions dels éssers vius no es donarien.

ÀCIDS NUCLEICS formats per C, H, O, N i P.

ESTRUCTURA:

Químicament, els àcids nucleics són polímers constituïts per la unió mitjançant enllaços químics d’unitats menors anomenades nucleòtids.

Els nucleòtids estan formats per:

Un àcid fosfòric Un pentasacàrid o pentosa, que pot ser ribosa o desoxiribosa Una base nitrogenada: és un compost orgànic que conté nitrogen. N’hi ha 5 de diferents: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C), Timina (T) i Uracil (U)

L’ADN (àcid desoxirribonucleic): els seus nucleòtids tenen desoxirribosa no té uracil

L’ADN està format per dos cadenes de polidesoxirribonucleòtids:ComplementàriesAntiparal·leles

Conté la informació genètica de la cèl·lula

ADN

L’ARN (àcid ribonucleic):

els seus nucleòtids tenen ribosano té timina

N’hi ha tres tipus, amb diferents funcions:

ARNt

ARNm

ARN

ESTRUCTURA CEL·LULAR

LA MEMBRANA CEL·LULAR

• S'anomena membrana cel·lular o plasmàtica a l'estructura externa que envolta la cèl·lula. 

• Forma un conjunt indivisible amb algunes parts internes de la cèl·lula, el que vol dir que no podem arrencar-la com si fos una làmina d'una ceba, posem per cas, ja que continua per l'interior formant nombrosos plecs.

Les seves funcions són dues:

- Limitar i donar forma a la cèl·lula, tot mantenint el

medi intern.

- Seleccionar i transportar aquelles substàncies que entren o surten de la cèl·lula i que són necessàries o perjudicials per mantenir la seva activitat.

Químicament és formada per una doble capa de lípids en la qual s'hi insereixen molècules de proteïnes i glúcids. Aquesta estructura es repeteix en les altres membranes que envolten els orgànuls cel·lulars i en el nucli.

Les cèl·lules vegetals a més a més de la membrana plasmàtica estan envoltades d'una capa molt rígida formada per cel·lulosa i que s'anomena paret cel·lular.La membrana plasmàtica de les cèl·lules animals és tan prima que durant molt de temps es va creure que no existia.

EL CITOPLASMA• El citoplasma és el medi cel·lular comprès

entre la membrana plasmàtica i el nucli.• S'hi poden observar dues parts: - Hialoplasma o Citosol: és un líquid

viscós format per aigua en un 70-85 % i la resta són proteïnes, lípids, glúcids, àcids nucleics i sals minerals.

En ell s'hi realitzen nombroses reaccions químiques en llocs concrets, per la qual cosa la seva composició no és homogènia.

- Orgànuls cel·lulars: són petites òrgans d'estructura i mida diversa que realitzen funcions ben especialitzades, sobretot en la cèl·lula eucariota. En general totes les cèl·lules contenen totes les classes d'orgànuls cel·lulars, si bé podem trobar petites diferències entre les cèl·lules animals i cèl·lules vegetals.

Cèl·lula vegetal Microfotografia d'una cèl·lula de lliri.

7.210 augments Verd fosc: Membrana Marró: Hialoplasma Vermell: Mitocondris

Groc: Cloroplasts Verd: Nucli

Violeta: Nuclèol

EL MATERIAL GENÈTIC• El nucli és generalment l'orgànul més gran de

la cèl·lula eucariota i va ser el primer que es va observar al microscopi òptic.

• Moltes vegades ocupa una posició central, però pot trobar-se desplaçat. La mida també varia d'una cèl·lula a una altra.

• El més habitual és que n'hi hagi un de sol però es dóna el cas que alguns protozous, per exemple el parameci, en tenen dos o més.

Podem distingir-hi dues funcions:

- Dirigeix i provoca tota l'activitat bioquímica que s'esdevé en el citoplasma i en els orgànuls cel·lulars. - Conté els factors hereditaris que determinen l'estructura i funcionament de cada cèl·lula i de la globalitat de l'ésser viu, i també marquen el complex procés de divisió cel·lular. 

El nucli està envoltat per una membrana nuclear.A l'interior del nucli hi podem trobar el nucleoplasma amb nombroses substàncies dissoltes,uns granets anomenats cromatina i el nuclèol. Els cromosomes només són visibles durant la reproducció cel·lular.

MODELS CEL·LULARS

CÈL·LULES PROCARIOTESI

CÈL·LULES EUCARIOTES

Fins que es va inventar el microscopi electrònic (1934) els biòlegs creien que totes les cèl·lules tenien la mateixa estructura:

Membrana – Citoplasma - Nucli.

A partir d'aquest moment es va descobrir que alguns grups d'éssers vius unicel·lulars tenien una estructura diferent. Així doncs, podem parlar de:

Cèl·lules procariotes:

-La principal característica és que no posseeixen membrana nuclear. El material

genètic es troba al citoplasma i la zona rep el nom de regió nuclear.- Són més primitives, en general més petites que les eucariotes, i no formen

teixits especialitzats. - Només les trobem en dos grups de microorganismes: bacteris i cianobacteris.

(Regne de les Moneres)

-Tenen una membrana plasmàtica però a més a més tenen una paret bacteriana

que no és de cel·lulosa, sinó d'una altra substància anomenada mureïna

(mucopolisacàrid). No té citoesquelet.

- Els únics orgànuls que té són els ribosomes, més petits que els de la cèl·lula

eucariota, però molt nombrosos; i la resta de funcions (respiració, algunes la

fotosíntesi...) les fan en uns plecs de la membrana anomenats mesosomes.

- Tenen un únic ADN anul·lar o circular bastant enrotllat i d'estructura senzilla.- Algunes cèl·lules procariotes tenen petits fragments de material genètic repartits pel citoplasma, anomenats plasmidis.- A la membrana poden tenir cilis (molts filaments i curts) o flagels (pocs filaments i molt allargats) que els permeten el moviment.- Alguns bacteris tenen pilis a la membrana, que tenen una funció molt important en la reproducció

Cèl·lula procariota

Esquerra: Escherichia coli en el moment de la bipartició.El material genètic es concentra a les zones grogues.

Dreta: Dibuix esquemàtic de les parts d'un bacteri

                            

Cèl·lules eucariotes:

- Tenen l'estructura clàssica: membrana – citoplasma - nucli.- La característica pròpia és que posseeixen un nucli amb membrana o embolcall nuclear ben diferenciat del citoplasma.- Formen part de tots els animals i vegetals, tot formant teixits, i també les trobem a la gran majoria de microorganismes (protozous, algues unicel·lulars i fongs unicel·lulars). Són les més abundants en el conjunt dels éssers vius.- Són més evolucionades, grans i complexes que les procariotes.- La membrana cel·lular de les cèl·lules eucariotes animals pot presentar a l’exterior un glicocalze. És una estructura formada per glúcids que té funció de protecció de la cèl·lula. - En el citoplasma tenen una sèrie d'orgànuls bastant complexos: vacúols, ribosomes, reticle endoplasmàtic, aparell de Golgi, lisosomes, mitocondris, centrosomes, plastidis, ... - Dins el nucli trobem el nucleoplasma, el nuclèol i la cromatina que forma els cromosomes durant la reproducció cel·lular.- En les cèl·lules eucariotes podem observar algunes diferències entre cèl·lules animals i cèl·lules vegetals.

ORGÀNULS CEL·LULARSVACÚOLS:

- Els vacúols són unes cavitats més o menys esfèriques envoltades per una membrana. La seva funció és emmagatzemar substàncies ja siguin de reserva o bé perquè són tòxiques per a la cèl·lula. - Són plens d'algun fluid més o menys espès.- Els podem trobar tant a les cèl·lules animals com a les vegetals. - A les animals els vacúols són petits i poc nombrosos, i no sofreixen cap canvi característic. Podem remarcar els vacúols digestius, que apareixen en alguns microorganismes després de la ingestió d'aliment, o els vacúols contràctils relacionats amb la expulsió a l'exterior de productes d'eliminació.- En canvi en els vegetals el suc vacuolar pot contenir sals minerals, glúcids, olis, resines, substàncies proteiques, pigments, tanins, alcaloides... - Normalment la cèl·lula vegetal jove té molts vacúols petits que augmenten de mida i es fusionen mentre aquella creix, fins a formar-se'n un de sol que ocupa un gran part del volum cel·lular.

RIBOSOMES:

- Els ribosomes són uns orgànuls cel·lulars amb forma de petits granets que podem trobar lliures pel citoplasma o bé enganxats en el reticle endoplasmàtic rugós (només a les cèl·lules eucariotes).

- Estan constituïts per dues subunitats corpusculars unides fortament, una d'elles formada per Àcid Ribonucleic Ribosòmic (ARNr) i l'altra per un compost proteic. El seu nom prové, justament, de l'ARN del qual és format

- Són molt importants degut a la seva intervenció en la síntesi de proteïnes de la cèl·lula, a partir de la informació present a l’ARN missatger (ARNm). Aquest procés s’anomena traducció.

- Se'ls troba ben abundosament en totes les cèl·lules vives, per exemple al voltant d'uns 10.000 en un bacteri simple com és l'Escherichia coli.

Ribosomes Microfotografia de cèl·lules del fetge on  s'aprecien els ribosomes (color vermell) tot formant unes cadenes anomenades  poliribosomes.

173.400 augments

RETICLE ENDOPLASMÀTIC:

- El reticle endoplasmàtic és un conjunt de cavitats aplanades, conductes i làmines limitats per una membrana, que omplen una gran part del citoplasma de les cèl·lules eucariotes. - Aquesta membrana s'allarga i envolta completament el nucleoplasma, tot convertint-se en la membrana nuclear.

- A la mateixa cèl·lula aquest orgànul pot presentar dos aspectes: llis i rugós.

- El reticle endoplasmàtic rugós s'anomena així perquè la seva superfície és coberta de multitud de ribosomes.

- El reticle endoplasmàtic rugós intervé en la síntesi i emmagatzematge de proteïnes.

- En canvi el reticle endoplasmàtic llis és lliure de ribosomes.

- El reticle endoplasmàtic llis intervé en la síntesi de la majoria de lípids que formen les membranes de la cèl·lula.

- També fa la funció d'emmagatzemar i transportar certes substàncies tant endògenes com exògenes d'un punt a un altre de la cèl·lula.

Reticle endoplasmàtic Microfotografia del reticle endoplasmàtic  rugós presa amb el microscopi electrònic. 61.500 augments Membranes: Color violeta

Ribosomes: Color verd

APARELL DE GOLGI:

- L'aparell de Golgi és un conjunt d‘estructures situades prop del nucli en les cèl·lules animals i en algunes de vegetals. Té aquest nom pel seu descobridor, Camilo Golgi, un neuròleg italià, el 1898.

- Està format per unes estructures en forma de bosses o sacs aplanats anomenats dictiosomes.

- L'aparell de Golgi desprèn unes petites bossetes  plenes de substàncies que poden ser de dos tipus: lisosomes (si porten substàncies digestives) o vesícules de secreció (en aquest cas es dirigeixen cap a la membrana i aboquen el seu contingut a l'exterior, tot soldant-s'hi i fent-la créixer o regenerar-se).

- La funció d'aquest orgànul és exercir el paper d'organització de la circulació molecular de la cèl·lula: fa el transport, maduració, acumulació i secreció de proteïnes procedents del reticle endoplasmàtic.

- També sintetitza i uneix substàncies que més tard formaran part de la membrana plasmàtica i realitza la síntesis de glúcids que formaran la paret cel·lular en el cas de les cèl·lules vegetals.

Aparell de Golgi

Microfotografia presa  en un teixit vegetal. 145.700 augments

Violeta: Aparell de Golgi (dictiosomes)

Marró: Vesícules de secreció

LISOSOMES:

- Els lisosomes són uns petits orgànuls cel·lulars que es troben en les cèl·lules animals i en algunes de vegetals.

- Es formen a partir de plecs més o menys esfèrics que es desprenen de l‘aparell de Golgi. - Són petites bossetes o vesícules que contenen substàncies que intervenen en la digestió dels compostos que entren a la cèl·lula, i també intervenen en la destrucció dels orgànuls cel·lulars que van envellint.

- Una altra funció és la destrucció dels bacteris que fagociten els glòbuls blancs. - Per fer la seva funció s’han d’unir amb un vacúol que contingui substàncies per digerir. La unió del vacúol amb el lisosoma s’anomena lisosoma secundari.

MITOCONDRIS:

- Els mitocondris són orgànuls cel·lulars que tenen forma allargada, com un bastonet.

- Es troben repartits per tot el citoplasma. El seu nombre és alt en les cèl·lules dels animals, tot i que varia d'unes cèl·lules a d'altres. El seu nombre en les cèl·lules vegetals és més reduït.

- Tenen una estructura complexa. Són envoltats per dues membranes, l'exterior és llisa i la interior té nombrosos plecs anomenats crestes. L'espai interior, anomenat matriu, és ple d'un líquid amb nombroses substàncies dissoltes.

- Cal remarcar especialment que dues d'aquestes substàncies són àcid desoxiribonucleic (ADN) i àcid ribonucleic (ARN) diferents dels que hi ha al nucli. Això ha donat lloc a la teoria simbiòtica de l’aparició de les cèl·lules eucariotes.

- Els mitocondris tenen una importantíssima funció. Realitzen un conjunt de processos químics anomenats respiració cel·lular, amb la qual es proporciona a la cèl·lula l'energia necessària per a realitzar totes les seves activitats.

Mitocondri Esquema de les parts 

d'un mitocondri

Microfotografia  d'un mitocondri.  Secció longitudinal

190.920 augments

CLOROPLASTS:

Els cloroplasts són uns orgànuls citoplasmàtics exclusius de les cèl·lules vegetals. Normalment són de color verd per la presència d'una substància química d'aquest color anomenada clorofil·la.

Tot i això, en alguns casos els cloroplasts poden tenir d'altres colors per l'existència d'altres substàncies amb colors diferents.

Són d'una importància fonamental ja que en ells té lloc la fotosíntesi.

La fotosíntesi és un complex procés químic pel qual els éssers vius amb clorofil·la a partir d'aigua, sals minerals i CO2 elaboren matèria orgànica en presència de llum solar.

El seu nombre, forma i mida varien d'unes cèl·lules a unes altres. per exemple en les cèl·lules de les algues solen haver-n'hi un o dos de molt grossos i de molt variades formes (esfèrics, estrellats, anellats, en cinta...). En canvi, en les plantes superiors n'hi pot haver fins a quaranta i la seva forma és ovalada o esfèrica.

La seva estructura és força complexa. Tenen dues membranes, una d'externa que la delimita i una altra d'interna amb nombrosos plecs cap a l'interior anomenats lamel·les. En aquests plecs hi ha situats uns corpuscles apilats que es diuen grana,  de color verd, i és en ells on està situada la clorofil·la. L'espai que queda entre els grana s'anomena estroma.

Contenen una petita quantitat d'ADN diferent de la del nucli i uns pocs ribosomes diferents dels citoplasmàtics.

Esquerra: Dibuix esquemàtic on s'aprecien  les seves parts.

A baix: Microfotografia d'un cloroplast.

CENTROSOMA:

- El centrosoma és un orgànul exclusiu de les cèl·lules eucariotes animals.

- Està format per tres elements: el diplosoma, la centrosfera i l’àster.

- El diplosoma està format per dues unitats, anomenades centríols, disposades perpendicularment l’una respecte de l’altra. Els centríols estan composats de fibres de proteïnes que formen estructures microtubulars.

- La centrosfera envolta el diplosoma i està formada per una substància líquida i homogènia, diferent de la resta del hialoplasma.

- L’àster el formen un conjunt de filaments de proteïnes disposats radialment, que surten de la centrosfera.

- El centrosoma intervé en la divisió cel·lular formant el fus acromàtic a partir de les fibres de l’àster.

NUCLI:

El nucli de la cèl·lula eucariota està format per dues unitats estructurals:

- L’embolcall o membrana nuclear, que té per funció separar el material genètic del citoplasma.

- El nucleoplasma, un líquid dens semblant al hialoplasma que té per funció contenir la cromatina i el nuclèol.

EMBOLCALL NUCLEAR:

El nucli està separat del citoplasma per l'embolcall nuclear, una doble membrana coberta de gran quantitat de porus que permeten el pas de moltes substàncies en ambdues direccions. Està unit al reticle endoplasmàtic i, de fet, la membrana nuclear no és més que un prolongació de la membrana d'aquest orgànul.

                                                                       

                                                                                        

Membrana nuclear

Microfotografia electrònica obtinguda per criosombrejat de la punta de l'arrel d'una

ceba. S'hi observa la membrana

nuclear i els seus porus

NUCLEOPLASMA:- El nucleoplasma o plasma nuclear és un líquid viscós i incolor format per aigua i nombroses biomolècules dissoltes (proteïnes, glúcids, ADN i ARN...).

- Està separat del citoplasma per la membrana nuclear.

- En el nucleoplasma podem trobar la cromatina i un orgànul esfèric anomenat nuclèol. També s’hi troben els cromosomes en el moment de la reproducció.

NUCLÈOL:

- El nuclèol és un petit corpuscle més o menys esfèric que pot trobar-se a l'interior del nucli.

- Pot haver-n'hi un o més d'un.

- Són uns corpuscles bastant densos i estan formats per proteïnes, Àcid desoxiribonucleic (ADN) i Àcid Ribonucleic (ARN). La funció del nuclèol és sintetitzar el material que més endavant formarà part dels ribosomes.

CROMATINA:- La cromatina és una massa granulosa formada principalment per proteïnes i ADN, i es troba dispersa pel nucli durant el temps que la cèl·lula no es troba en fase de reproducció.

- Les funcions de la cromatina són la síntesi de ARN (transcripció) i la conservació i transmissió d’ADN a la descendència (duplicació)

- Quan la cèl·lula inicia la seva reproducció la cromatina es va enrotllant i van apareixent els cromosomes, unes estructures en forma de bastó que són cabdals en la transmissió de la informació genètica.

CROMOSOMES:- Els cromosomes són els orgànuls cel·lulars que contenen els materials portadors de l’herència biològica.

- Es troben en el nucli i tenen forma de bastonet allargat o filamentós.

- Químicament estan formats per una doble cadena d'ADN (Àcid desoxiribonucleic).

- Només poden veure's clarament durant els processos de divisió cel·lular, ja que si no el material es troba dispers i granulat formant la cromatina.

- Quan apareixen tenen la forma de dos corpuscles cilíndrics amb un estrenyiment anomenat centròmer que els divideix en braços.

- La meitat d’un cromosoma s’anomena cromàtide.

- Els bacteris solen tenir un sol cromosoma, però en els organismes superiors la quantitat de material genètic és molt gran i l'ADN es reparteix entre diversos cromosomes.

- Tret dels casos en què hi ha anomalies, el nombre de cromosomes és el mateix en tots els individus d’una espècie. Mireu la taula i compareu-ne el nombre de cromosomes.

Espècie                          

Nombre de cromosomes

  Gènere humà    46 cromosomes

  Ximpanzé    48 cromosomes

  Goril·la    46 cromosomes

  Gos    78 cromosomes

  Gat    38 cromosomes

Cavall    66 cromosomes

  Abella 16 cromosomes

  Mosca de la fruita  8 cromosomes

  Ànec 80 cromosomes

  Colom 80 cromosomes

  Blat de moro 20 cromosomes

  Pèsol 14 cromosomes

- Com es pot veure, cada espècie té un nombre determinat de cromosomes tot i que aquest mateix nombre pot coincidir amb d'altres espècies. Cada espècie és diferent d'una altra no només pel nombre de cromosomes sinó pel material genètic contingut en ells.

- La informació continguda en els cromosomes marca tots i cadascun dels caràcters de l'ésser viu, són com els plànols que té un constructor abans de fer un edifici.

- En el cas d'éssers vius amb reproducció sexual (mascle i femella), el nombre de cromosomes és parell, la meitat proporcionada per l'espermatozoide del pare i l'altra meitat per l'òvul de la mare. Per això es parla de parelles de cromosomes i les cèl·lules s’anomenen diploides (2n).

- Els homes i les dones tenim 23 parelles de cromosomes, la meitat proporcionats pel nostre pare i l'altra meitat per la nostra mare.

- Cal tenir en compte que els gàmetes (òvuls i espermatozoides) només presenten un cromosoma de cada parella. Llavors diem que els gàmetes són haploides (n).

Activitats proposades

1. Quines característiques haurà de tenir un ésser perquè es pugui considerar que es tracta d’un organisme?

Ha de tenir les tres funcions vitals (nutrició, relació,reproducció) i estar format per cèl·lules.

2. Els éssers vius formats per diverses cèl·lules, on totes les cèl·lules fan totes les funcions, són unicel·lulars o pluricel·lulars?

Són pluricel·lulars simples. En els éssers pluricel·lulars complexos les cél·lules s’especialitzen.

3. Malgrat que els virus no estan formats per cèl·lules, sovint se’ls ha considerat éssers vius. Esbrina la causa.

Perquè tot i no tenir les tres funcions vitals, poden reproduir-se encara que sempre sigui amb l’ajut d’una cèl·lula.

4. Classifica els elements seguents segons si són cèl·lules, teixits, òrgans o aparells: estómac, neurona, reproductor, ovari, ossi, locomotor.

Cèl·lules: Neurona Teixits: OssiÒrgans: Estómac, OvariAparell: Reproductor, Locomotor

5. Quina relació hi ha entre els àtoms, les molècules i les cèl·lules?

Les cèl·lules estan formades per molècules, que a la vegada estan formades per àtoms.

6. Explica les diferències que hi ha entre la composició dels éssers vius i les de l’Univers, l’escorça terrestre i l’aire.

A l’univers hi ha molt d’heli, i els éssers vius no en tenen.

A l’escorça terrestre hi ha molts elements que no formen part dels éssers vius.

A l’aire hi ha més nitrogen que en els éssers vius, i també hi ha argó.

9. Quines estructures ha de tenir un ésser per ser considerat una cèl·lula?

Qualsevol cèl·lula, independentment de la seva mida, forma o tipus, ha de presentar un seguit d’estructures indispensables: membrana plasmàtica, citoplasma i material genètic.

10. Explica l’estructura de la membrana plasmàtica.

Generalment l’estructura de la membrana plasmàtica és una doble capa de lípids (bicapa lipídica): a l’exterior hi ha la zona que pot tenir contacte amb l’aigua (hidròfila) i a l’interior la zona que no pot tenir contacte amb l’aigua (hidròfoba). La majoria de lípids són del tipus conegut com fosfolípid.

A la part hidròfoba hi ha un tipus de lípid anomenat colesterol que serveixper donar consistència i fluïdesa a la membrana.

A la membrana plasmàtica també hi ha proteïnes que es poden trobar en una de les capes (proteïnes perifèriques),o travessant les dues (proteïnes integrals).

12. Quins components formen el citoplasma?

- Hialoplasma (aigua, sals minerals i altres biomolècules)- Orgànuls citoplasmàtics - Citosquelet.

14. Indica les funcions de la membrana plasmàtica de la cèl·lula procariota.

− La intenció és recollir informació de dues parts diferents i associar les funcions generals i les específiques de la cèl·lula procariota.− Separar el medi intern (citoplasma i material genètic) de l’extern.− Realitzar l’intercanvi de substàncies.− Fer la fotosíntesi o les funcions de respiració en les cèl·lules que en tenen.− Intervenir en la reproducció mitjançant unes estructures anomenades mesosomes .

15. Com és el material genètic de la cèl·lula procariota?

El material genètic de la cèl·lula procariota no està separat del citoplasma per cap membrana, i per aquesta raó es diu que la cèl·lula procariota no ténucli, o bé que no presenta nucli diferenciat. La zona on es troba rep el nom de regió nuclear. Acostuma a estar format per DNA circular únic.

Algunes cèl·lules procariotes no només presenten material genètic al cromosoma, sinó que també tenen petits fragments repartits pel citoplasma anomenats plasmidis.

16. A quin lloc d’una cèl·lula eucariota es produiran els següents processos: entrada de substàncies, respiració cel·lular, síntesi de proteïnes, formació de lisosomes, síntesi de lípids.

Entrada de substàncies A la membrana plasmàticaRespiració cel·lular Als mitocondrisSíntesi de proteïnes Al ribosoma/al reticle endoplasmàtic rugósFormació de lisosomes A l’aparell de GolgiSíntesi de lípids Al reticle endoplasmàtic

17. Si observes al microscopi una cèl·lula eucariota, quina estructura permet distingir si és animal o vegetal?

La presència de paret cel·lular i cloroplasts

ACTIVITATS FINALS

2. Pot existir un ésser viu més petit que una cél·lula?

No, tots els éssers vius estan formats per cèl·lules.

3. Relaciona mitjançant fletxes les dues columnes:

Membrana Porta informació per al funcionament i la reproducció.plasmàtica Està format per hialoplasma i orgànuls.

Citoplasma Separa el medi intern de l’extern.

Material genètic S’hi realitzen la major part dels processos vitals.

Permet l’intercanvi de substàncies.

4. Ordena de més gran a més petit els elements següents: cèl·lula, molècula, àtom, papallona.

Papallona, cèl·lula, molècula, àtom.

5. Ordena de més a menys complex: cèl·lula, organisme, òrgan, sistema, teixit.

Organisme, sistema, òrgan, teixit, cèl·lula.

6. Omple els espais puntejats amb els termes següents: àtoms, cèl·lula, pluricel·lulars, organismes, molècules, unicel·lulars.

La matèria està formada per àtoms, que s’uneixen donant molècules. Aquestes es poden unir donant una cèl·lula, que és la unitat més petita amb vida. Els éssers vius també s’anomenen organismes, i poden ser unicel·lulars o pluricel·lulars, segons la quantitat de cèl·lules que els formen.

7. Quina diferència hi ha entre una biomolècula orgànica i una d’inorgànica?

En les biomolècules orgàniques la composició és complexa i basada en el carboni. En les inorgàniques, o bé no hi ha carboni o són molt senzilles.

8. Quines són les diferències principals entre les cèl·lules procariotes i les cèl·lules eucariotes?

Des del punt de vista estructural la cèl·lula procariota no presenta el material genètic en un nucli diferenciat, és més senzilla, petita i primitiva que l’eucariota. Presenta una paret cel·lular de mureïna.

9. Què és un orgànul citoplasmàtic?

Un element diferenciat amb funcions específiques.

10. Digues les diferències entre una cèl·lula eucariota animal i una de vegetal.

– La cèl·lula eucariota animal presenta centrosoma i la vegetal no.– La cèl·lula eucariota animal pot presentar glicocalze i la vegetal no.– La cèl·lula eucariota vegetal presenta paret cel·lular i plastidis i l’animal no.

11. Un grup de científics han recollit una substància arribada de l’espai exterior. En que s’haurien de fixar per saber si es tracta d’un ésser viu o no?

Haurien de mirar-la al microscopi per saber si està formada per cèl·lules. Caldria que observessin si es nodreix, si reacciona a algun estímul i si pot reproduir-se

14. Quin significat va atribuir Robert Hooke a la paraula cèl·lula? Si l’alzina surera és una planta, què devia observar al microscopi?

El terme cèl·lula significa cel·la petita. Les estructures que va observar Hooke li recordaven una mena de cel·la petita (devien ser les parets cel·lulars d’una cèl·lula vegetal).

15. Què vol dir que la cèl·lula és la unitat estructural i funcional dels éssers vius?

Vol dir que els elements que formen els éssers vius (teixits, òrgans i aparells) estan formats per cèl·lules, i que les funcions tenen lloc a nivell cel·lular.

16. Digues quines de les afirmacions següents són vertaderes segons la teoria cel·lular:

a) Vertadera. b) Falsa. c) Falsa. d)Vertadera.

17. Què caldria fer amb les cèl·lules d’una colònia perquè aquesta es transformés en un individu pluricel·lular?

Caldria que les cèl·lules de la colònia s’especialitzessin a realitzar diferents funcions i formessin teixits.

18. Amb l’ajut de l’enciclopèdia classifica els organismes següents segons que siguin unicel·lulars o pluricel·lulars: lleó, ameba, puça, molsa, vòlvox, euglena, home, esponja, llevat, alzina.

Unicel·lulars: ameba, vòlvox, euglena , llevat.

Pluricel·lulars: lleó, puça, molsa, esponja, alzina.

19. D’on prové la paraula CHON?

De la unió dels símbols atòmics dels elements més abundants en els éssers vius, per ordre d’importància: carboni, hidrogen, oxigen i nitrogen.

20. Quina relació hi ha entre el ADN i els cromosomes?

Els cromosomes són molècules de DNA en el grau màxim de compactació.

21. Què vol dir que els lípids tenen una part hidròfila i una d’hidròfoba?

Vol dir que tenen una part no soluble en aigua (hidròfoba) i una part soluble en aigua (hidròfila).

22. Digues quines són les molècules que formen les proteïnes.

Els aminoàcids.

23. Quines són les funcions de les membranes plasmàtiques?

Separar el medi intern (citoplasma i material genètic) de l’exterior; és on es produeix l’intercanvi de substàncies.

24. Hialoplasma vol dir plasma hialí. Busca al diccionari la paraula hialí. A quina característica creus que fa referència?

Hialí: transparent com el cristall. Fa referència a la transparència d’aquesta substància.

26. Quina estructura és responsable de la forma de la cèl·lula procariota?

La paret bacteriana.

27. On realitzen els bacteris la respiració o la fotosíntesi?

Als mesosomes de la membrana plasmàtica.

28. On es creen els lípids que formen les membranes?

Al reticle endoplasmàtic llis.

30. En una pel·lícula diuen que volen extreure un òrgan d’una gran colònia cel·lular marina. Quin error han comès?

Una colònia no té cèl·lules especialitzades. Per tant, no pot tenir òrgans.

29. Relaciona els orgànuls següents amb les seves funcions:

Vacúols Síntesi de lípids

Ribosomes Fotosíntesi

Reticle endoplasmàtic llis Creació de lisosomes

Reticle endoplasmàtic rugós Respiració cel·lular

Aparell de Golgi Contenir substàncies

Lisosomes Creació de fus acromàtic

Mitocondris Síntesi de proteïnes

Centrosomes Contenir pigments

Plastidis Digestió cel·lular

31. Ordena de menys a més complex els conceptes següents: sistema digestiu, cèl·lula intestinal, intestí prim, teixit endotelial.

Cèl·lula intestinal, teixit endotelial, intestí prim, sistema digestiu.

32. Busca la molècula de glucosa i la d’aigua en una enciclopèdia i compara’n les composicions. Quina deu ser mes gran?

En comparar les dues molècules es veu clarament que la glucosa és molt més complexa, que el carboni estructura tota la molècula i que és molt més gran.

33. L’amoxicil·lina és una penicil·lina sintètica d’ampli espectre que es pot trobar en molts antibiòtics comercials. Consulta un prospecte i esbrina com actua i contra quins bacteris pot fer-ho.

Com totes les penicil·lines actua inhibint la síntesi de paret bacteriana.

Grampositius: Staphylococcus aureus, Streptococcus haemoliticus, Enterococcus faecalis, Streptococcus pneumoniae, Clostridium tetani.

Gramnegatius: Haemophilus influenzae, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitidis, Escherichia coli, Salmonella typhi, Proteus mirabilis, Heliobacter (Campylobacter) Pylori.

34. Quina diferència hi ha entre la respiració de les cèl·lules procariotes i la de les cèl·lules eucariotes?

Que les cèl·lules procariotes no tenen mitocondris (orgànuls citoplasmàtics que realitzen la respiració). Els encarregats de fer-ho són els mesosomes que es troben a la membrana plasmàtica.

37. Quina deu ser la raó per la qual el reticle endoplasmàtic es troba unit a l’embolcall nuclear?

Per a la formació de proteïnes cal la informació que hi ha al nucli, i per això es troba a prop.

39. Digues en quin lloc d’una cèl·lula eucariota es produeixen els processos següents: entrada de substàncies, respiració cel·lular, síntesi de proteïnes, formació de lisosomes, síntesi de lípids, transcripció, digestió.

Entrada de substàncies A la membrana plasmàtica

Respiració cel·lular Als mitocondris

Síntesi de proteïnes Al ribosoma

Formació de lisosomes A l’aparell de Golgi

Síntesi de lípids Al REL

Transcripció Al nucli

Digestió Al lisosoma secundari