La biología celular

Biología celular

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La biología celular (antiguamente citología de citos=célula y Logos=Estudio o Tratado ) es una disciplina académica que se encarga del estudio de las células en cuanto a lo que respecta a las propiedades, estructura, funciones, orgánulos que contienen, su interacción con el ambiente y su ciclo vital.

Con la invención del microscopio óptico fue posible observar estructuras nunca antes vistas por el hombre, las células. Esas estructuras se estudiaron más detalladamente con el empleo de técnicas de citoquímica y con la ayuda fundamental del microscopio electrónico.

La biología celular se centra en la comprensión del funcionamiento de los sistemas celulares, de cómo estas células se regulan y la comprensión del funcionamiento de sus estructuras. Una disciplina afín es la biología molecular.

LA SEMILLA

La semilla es una estructura muy eficiente en los procesos de multiplicación de las plantas. Algunas semillas pueden mantenerse viables por muchos años y son muy resistentes a la sequía y a los cambios de temperatura.

Proviene de un óvulo fecundado, y en su madurez contiene un embrión y las sustancias de reserva o material nutritivo, rodeados por las cubiertas protectoras o tegumentos seminales. El tamaño, formas y colores de las semillas son muy variables y dependen de la especie. Algunas semillas, como las de las orquídeas, pesan fracciones de miligramos, mientras que las de algunas palmeras llegan a pesar varios kilogramos.

EMBRIÓN

Planta joven en estado de letargo, originada a partir del cigoto, por lo que corresponde al esporofito joven. Presenta 1 o 2 cotiledones, o también llamados hojas seminales insertadas sobre un eje. El extremo del eje que queda sobre la zona de inserción de los cotiledones se denomina epicotilo y el extremo que queda bajo la zona de inserción hipocotilo. En la parte distal del epicotilo pueden estar presentes, unas hojitas muy pequeñas que protegen la zona de crecimiento apical, a toda esta zona se le denomina plúmula. En la parte distal del hipocótilo puede desarrollarse una raíz embrionaria o radícula.

LA RAÍZ

• La raíz constituye la parte subterránea del eje de la planta.

• Presenta geotropismo e hidrotropismo positivo y fototropismo negativo

• Es una estructura áfila, sin nudos ni entrenudos.

• Sus principales funciones son: Fijación, absorción de agua y nutrientes, reserva, etc.

• Se origina por el alargamiento de la radícula, la cual forma la raíz primaria.

DIFERENCIAS ENTRE MONOCOTILEDÓNEAS Y DICOTILEDÓNEAS

Dicotiledóneas y Gimnospermas

• La raíz primaria se ramifica dando origen al sistema radicular.

• Esta raíz es del tipo pivotante o axonomorfa

• Puede alcanzar gran profundidad. Por ejemplo: Prosopis juliflora con raíces de 53.3 m

Monocotiledóneas

• La raíz primaria muere después de un tiempo y es reemplazada por raíces adventicias.

• Este tipo de raíz es fasciculada o fibrosa

• Son más bien superficiales. Por ejemplo: Zea mays con raíces de 1,5 m de profundidad y 1 m de diámetro.

CLASIFICACIÓN DE LAS RAÍCES

a) Según su origen:

• primaria o principal

• secundaria o lateral

• adventicias

b) según su forma:

• axonomorfa o pivotantes

• fibrosas

• carnosas o tubersosas

• cónicas

• napiformes

• fasciculadas

EL TALLO

• Constituye el eje de las plantas.

• Es el elemento de unión entre las raíces y las hojas.

• Originado a partir de la plúmula

• Presenta geotropismo e hidrotropismo negativo y fototropismo positivo.

• Sus principales funciones son: conducción, soporte, almacenamiento, fotosíntesis, multiplicación

MERISTEMAS

• Del griego meros = dividir

• Regiones más o menos definidas en las que ocurren repetidas e ilimitadas divisiones celulares.

• Las células de estas zonas meristemáticas mantienen sus propiedades embrionarias.

• Los meristemas primarios son los encargados del crecimiento primario de la planta (longitud)

División + Elongación celular = Crecimiento en longitud

• Dan origen a los tejidos por diferenciación celular

TIPOS DE MERISTEMAS

• Meristemas primarios Meristemas apicales Caulinar

Radical

Meristemas intercalares

• Meristemas secundarios Meristemas laterales

*Importante

Siempre y en todos los meristemas, un grupo de células permanece indiferenciadas o meristemáticas (células iniciales) y otras se diferencian. A partir de estas células diferenciadas o derivadas se forman los tejidos.

HOJAS

Las hojas son las áreas fotosintéticas de la planta. Las células fotosintéticas de las hojas son células parenquimáticas que forman dos tipos de tejidos: parénquima en empalizada, constituido por células alargadas y densamente empaquetadas ubicadas justo por debajo de la superficie superior de la hoja, y parénquima esponjoso, que consiste en células de contorno irregular situadas en el interior de la hoja y con grandes espacios intercelulares. Estos espacios están llenos de gases, que incluyen vapor de agua, oxígeno y dióxido de carbono. La mayor parte de la fotosíntesis ocurre en las células en empalizada, que están especializadas en la captación de la luz.

Las sustancias entran y salen de las hojas a través de dos estructuras completamente diferentes: los haces vasculares y los estomas. El agua y los minerales disueltos son transportados a las hojas, y los productos de la fotosíntesis son transportados fuera de ellas, por medio de los haces vasculares. Los haces vasculares atraviesan los pecíolos y se continúan con los tejidos vasculares del tallo y la raíz. La fotosíntesis ocurre en las células denominadas en empalizada y, en menor grado, en el tejido llamado parénquima esponjoso. Los cloroplastos se indican en verde oscuro. Nótese que el citoplasma, que contiene a los cloroplastos, está concentrado cerca de la superficie celular y en la parte central de las células se encuentran vacuolas grandes. Los cloroplastos se mueven dentro del citoplasma, orientándose hacia el Sol. Los haces vasculares llevan agua y solutos hacia y desde las células del mesófilo. El interior de la hoja está encerrado por células epidérmicas cubiertas por una capa cérea, la cutícula. Las aberturas en la epidermis son los estomas que permiten el intercambio de gases. Sección 7. Biología de los animales

El reino animal está constituido por una vasta serie de organismos, que incluyen desde formas microscópicas hasta criaturas multicelulares extremadamente organizadas. La anatomía y fisiología de estos organismos varía considerablemente, aunque algunos principios básicos son comunes a todos ellos. Consideraremos con detalle los principios de la anatomía y fisiología de los vertebrados, usando al Homo sapiens como organismo representativo.

Por una parte, estudiaremos la estructura y función de los tejidos, órganos y sistemas de los vertebrados ya que constituyen la base para entender su funcionamiento conjunto. Analizaremos estos y otros conceptos relacionados en el capítulo 39.

El cuerpo de un animal requiere de energía y de materiales de construcción que permitan mantener su estructura y desarrollar sus funciones de homeostasis. La reserva de energía y materiales se obtiene a través de la ingestión de alimentos. Pero los animales sólo pueden aprovechar estos alimentos si son digeridos a sus componentes moleculares. La digestión es la fragmentación de los materiales alimenticios ingeridos en moléculas que pueden ser utilizadas por las células individuales. Estas moléculas participan en una diversidad de funciones. Examinaremos las características de los principales sistemas digestivos, centrándonos en el del animal vertebrado, en el capítulo 40.

Las moléculas de alimento obtenidas en el proceso de digestión alcanzan, de un modo u otro, las distintas células del organismo. Las células oxidan estas moléculas carbonadas y obtienen energía en un proceso que libera dióxido de carbono y, para máximos rendimientos energéticos, requiere oxígeno. La respiración -o ventilación- es el medio por el cual un animal obtiene oxígeno para la respiración celular y libera el dióxido de carbono. Analizaremos los principales aspectos del proceso de ventilación en el capítulo 41.

A medida que aparecieron animales más complejos y de mayor tamaño, incrementaron también las necesidades energéticas para su mantenimiento y desarrollo. En el transcurso del proceso evolutivo aparecieron órganos especializados en la captación de oxígeno -branquias y pulmones- y un tejido conectivo fluido -en los vertebrados, la sangre- capaz de transportarlo hasta las células. Existen diversos sistemas por los cuales la sangre y la linfa son transportados en el cuerpo de un vertebrado. Analizaremos la estructura y el funcionamiento de estos sistemas en el capítulo 42.

Una de las ventajas de la multicelularidad es el aumento de la capacidad homeostática. Una gran variedad de procesos contribuyen a la homeostasis: la regulación de los niveles de azúcar en sangre, la absorción y distribución de oxígeno a las células y la eliminación del dióxido de carbono

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