INSTITUTO SUPERIOR PROF. Nº 24. (V.G.G.) P r o f e s o r a d o en Educaciòn Primaria. 3° AÑO. Càtedra: CS. NATURALES Y SU DIDACTICA III. Profesora.: CLAUDIA BIASSI.
APUNTE N° 4. LOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA VIDA. Se denominan niveles de organización a cada uno de los diferentes grados de complejidad en los que se organiza la materia. En esta organización, los elementos de cada nivel se agrupan para formar otros niveles más complejos: - Nivel subatómico: corresponde a las partículas que forman los átomos: protones, neutrones y electrones. - Nivel atómico: formado por los átomos, que son los constituyentes más pequeños de la materia que mantienen sus propiedades. (átomo de oxígeno) . - Nivel molecular: son las moléculas resultantes del enlace de diferentes átomos. Las moléculas que forman los seres vivos se conocen como principios inmediatos, y pueden ser: . Inorgánicas: presentes en la materia viva e inerte. Son agua y sales minerales. . Orgánicas: presente únicamente en la materia viva. Son los glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleico. - Nivel celular: es el primer nivel biótico; es decir, con vida. (células óseas) - Nivel de tejido: son conjuntos de células especializadas con una misma función y origen. ( tejido óseo) - Nivel de sistema: un sistema es un conjunto de órganos semejantes que realizan una función y que están formados por un mismo tipo de tejido (SN) - Nivel de organismo: corresponde al ser vivo en su conjunto. En el se incluyen tanto los organismo pluricelulares como los unicelulares. Cada nuevo nivel de organización no constituye de manera simple la agrupación de los componentes del nivel anterior, sino que presenta propiedades nuevas, variadas y diferentes de las de cada uno de sus componen.
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NIVEL ATOMICO: Los bioelementos son los elementos químicos que constituyen los seres vivos. De los aproximadamente 100 elementos químicos que existen en la naturaleza, unos 70 se encuentran en los seres vivos. De éstos, sólo unos 22 se encuentran en todos en cierta abundancia y cumplen una cierta función. Clasificaremos los bioelementos en: Bioelementos primarios: O, C, H, N, P y S. Representan en su conjunto el 96,2% del total. Bioelementos secundarios: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-. Aunque se encuentran en menor proporción que los primarios, son también imprescindibles para los seres vivos. En medio acuoso se encuentran siempre ionizados. Oligoelementos o elementos vestigiales: Son aquellos bioelementos que se encuentran en los seres vivos en un porcentaje menor del 0.1%. Algunos, los indispensables, se encuentran en todos los seres vivos, mientras que otros, variables, solamente los necesitan algunos organismos. TABLA BIOELEMENTOS OLIGOELEMENTOS Primarios Secundarios Indispensables Variables O Na+ Mn B C K+ Fe Al 2+ H Mg Co V N Ca2+ Cu Mo P ClZn I S Si PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS El hecho de que los bioelementos primarios sean tan abundantes en los seres vivos se debe a que presentas ciertas características que los hacen idóneos para formar las moléculas de los seres vivos. Los elementos químicos más abundantes en la corteza terrestre y en los seres vivos (en % en peso). Elementos Oxígeno Silicio Aluminio Hierro
Corteza (%) 47 28 8 5
Elementos Oxígeno Carbono Hidrógeno Nitrógeno
Seres vivos (%) 63 20 9,5 3
* Sus compuestos presentan polaridad por lo que fácilmente se disuelven en el agua, lo que facilita su incorporación y eliminación. * El C y el N presentan la misma afinidad para unirse al oxígeno o al hidrógeno, por lo que pasan con la misma facilidad del estado oxidado al reducido. Esto es de gran importancia, pues los procesos de oxidación-reducción son la base de muchos procesos químicos muy importantes y en particular de los relacionados con la obtención de energía como la fotosíntesis y la respiración celular. * El C, el H, el O y el N son elementos de pequeña masa atómica y tienen variabilidad. Dan lugar a una gran variedad de moléculas y de gran tamaño. De todos ellos el carbono es el más importante. Este átomo es la base de la química orgánica y de la química de los seres vivos.
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CARACTERÍSTICAS DEL ÁTOMO DE CARBONO El carbono es el elemento número 6 de la tabla periódica. Como ya se ha dicho, es el elemento más importante de los seres vivos, aunque no sea el que se encuentra en más abundancia. En la corteza terrestre es un elemento relativamente raro. Lo encontramos en la atmósfera en forma de CO 2, disuelto en las aguas formando carbonatos y en la corteza constituyendo las rocas calizas (CO3Ca) el carbón y el petróleo.
NIVEL MOLECUALR: Los bioelementos se unen entre sí para formar moléculas que llamaremos biomoléculas: Las moléculas que constituyen los seres vivos. Estas moléculas se han clasificado tradicionalmente en los diferentes principios inmediatos, llamados así porque podían extraerse de la materia viva con cierta facilidad, inmediatamente, por métodos físicos sencillos, como : evaporación, filtración, destilación, disolución, etc. Los diferentes grupos de principios inmediatos son: Inorgánicos Orgánicos -Agua -Glúcidos -CO2 -Lípidos -Sales minerales -Prótidos o proteínas -Ácidos nucleicos LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS DE LOS SERES VIVOS. Son compuestos orgánicos los compuestos de carbono. Esto es, aquellos en los que el átomo de carbono es un elemento esencial en la molécula y forma en ella la cadena básica a la que están unidos los demás elementos químicos. Los seres vivos contienen compuestos orgánicos. Son éstos los que caracterizan a la materia viva y la causa de las peculiares funciones que realiza. La gran variedad de compuestos orgánicos que contienen los seres vivos no se clasifican desde un punto de vista químico, sino a partir de criterios muy simples, tales como su solubilidad o no en agua, u otros. Siguiendo estos criterios se clasifican en : Glúcidos o hidratos de carbono. Lípidos. Proteínas. Acidos Nucleicos. Las funciones que cumplen estos compuestos en los seres vivos son muy variadas, así: -Glúcidos y lípidos tienen esencialmente funciones energéticas y estructurales. -Las proteínas: enzimáticas y estructurales. -Los ácidos nucleicos son los responsables de la información genética. Algunas sustancias son de gran importancia para los seres vivos pero estos las necesitan en muy pequeña cantidad y nunca tienen funciones energéticas ni estructurales. Por esta causa reciben el nombre de biocatalizadores. Son biocatalizadores las vitaminas, las enzimas y lashormonas.
NIVEL CELULAR: Las células son las unidades anatómicas, funcionales y de origen de todos los seres vivos. Es la unidad más pequeña que realiza las tres funciones vitales: nutrición, relación, reproducción. Aunque las células de nuestro cuerpo tienen una estructura muy similar, no todas son iguales, se diferencian en su forma, tamaño, funciones… Las características de cada célula dependen de su función. En cuanto a su forma, hay células cilíndricas, cúbicas y aplanadas; como las de la piel; células esféricas, como las de los g. blancos; células bicóncavas, como las de los g. rojos; células fusiformes, como las musculares, neuronas…La mayoría de las células humanas tienen un tamaño de unas pocas micras. LA ESTRUCTURA DE LAS CELULAS HUMANAS Todas las células humanas son eucariotas, es decir, tienen un núcleo dentro del cual se encuentra protegido el material genético. Todas presentan tres estructuras comunes:
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- La membrana plasmática: es una delgada capa que envuelve la célula, la protege y regula la entrada y salida de sustancias. Está formada principalmente por lípidos y proteínas, incluidas entre los lípidos y glúcidos. - El citoplasma: está formado por el hialoplasma y los orgánulos celulares, y se encuentra entre la m. plasmática y el núcleo. El hialoplasma es una solución acuosa que contiene fibras de proteínas y que forma el citoesqueleto. - El núcleo: es una estructura de forma esférica que consta de: . Membrana nuclear: es doble y envuelve el núcleo. Está atravesada por multitud de poros que ponen en contacto el citoplasma con el interior del núcleo. . Nucleoplasma: solución acuosa que se encuentra en el interior del núcleo; es el equivalente al hialoplasma. . Cromatina: corresponde al material genético que controla las funciones celulares. Es un conjunto de largas fibras de ADN asociadas a proteínas. Cuando la célula se va a dividir, la cromatina se condensa, enrollándose en espiral. Se forma así unas estructuras gruesas, llamadas cromosomas. . Nucleolo: es una porción esférica formada por ARN y proteínas. Se encarga de la formación de ribosomas. Puede haber más de uno en un mismo núcleo. ORGANULOS CELULARES: Los orgánulos son estructuras que se encuentran en el citoplasma y realizan diferentes funciones celulares. No todas las células humanas poseen los mismos orgánulos, depende de la función que realice cada célula. - Mitocondrias: . Características: suelen ser ovaladas y están formadas por dos membranas. La externa es lisa y la interna se encuentra replegada formando unos tabiques, llamados crestas. El espacio interior de la membrana interna se denomina matriz. . Función: en ellas se realizan la respiración celular, por medio de la cual obtenemos la energía de los nutrientes. Para ello, utilizan oxígeno y producen CO2, agua y energía. - Retículo endoplamático: . Características: es un conjunto de sacos y canales interconectados, que están formados por membrana. Se extienden por casi todo el citoplasma y pueden tener ribosomas asociados. Debido a su aspecto, si tiene ribosomas asociados se llama rugoso, y si carece de ellos se denomina liso. Las membranas del retículo rugoso se encuentran asociadas a la membrana nuclear. . Función: almacena y transporta las proteínas que se sintetizan en los ribosomas. El liso está implicado en la síntesis, almacenamiento y transporte de lípidos. - Ribosomas: . Características: son partículas no membranosas que están formadas por ARN y proteínas. Pueden encontrarse aislados o asociados al retículo endoplasmático rugoso. . Función: realizan la síntesis de proteínas. - Aparato de Golgi: . Características: es un conjunto de sacos aplanados y superpuestos, llamados cisternas, que no están conectados entre sí. De su periferia se emiten pequeñas vesículas. . Función: es sus cisternas se acumulan las sustancias que provienen del retículo endoplasmático. También se encarga de la secreción de estas sustancias al exterior, por medio de las vesículas que se forman en su periferia. - Vacuolas: . Características: son pequeñas vesículas formadas por membrana. . Función: almacenan sustancias de reserva o de desecho. Intervienen en la nutrición celular y en la regulación de la cantidad de agua y sales de la célula. - Lisosomas: . Características: son vesículas, similares a las vacuolas, que contienen sustancias que dirigen los nutrientes y otras sustancias. . Función: dirigen las sustancias más complejas de los nutrientes, para conseguir sustancias más sencillas.
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- Centrosoma: . Características: es un pequeño orgánulo que suele encontrarse cerca del núcleo. Está constituido por dos cilindros perpendiculares rodeados por fibras. . Función: intervienen en la división celular, regulando el reparto de cromosomas a las células hijas. También interviene en la formación de cilios y flagelos.
NIVEL TEJIDOS: La especialización celular es el proceso por el cuál las células cuando aumentan el número van cambiando su tamaño, forma, orgánulos que contienen… con el fin de realizar mejor una determinada función. Un tejido es un conjunto de células del mismo tipo, con una estructura muy parecida y que realizan las mimas funciones. TEJIDO EPITELIAL Está formado por células muy próximas, que suelen tener formas geométricas y que aparecen formando capas. Existen dos grupos de tejidos epiteliales: - Epitelio de revestimiento: recubre y protege superficies externas o cavidades internas de nuevo organismo. Entre ellos destacan: . Las mucosas: recubren el a. digestivo, las vías respiratorias… . Los endotelios: recubren el interior de los vasos sanguíneos y el corazón. . La epidermis: es la capa más externa de la piel - Epitelio glandular: es el tejido que forma las glándulas. Su función es segregar sustancias. Se distinguen varios tipos de glándulas: . Glándulas exocrinas: si las sustancias que producen son vertidas al exterior o al interior de cavidades del cuerpo (hígado) . Glándulas endocrinas: . Glándulas mixtas: fabrican insulina (hormonas) y el jugo pancreático que va a parar al a. digestivo. TEJIDO CONECTIVO Está formado por células poco especializadas de una sustancia intercelular que tiene fibras de colágeno. Se distinguen varios tipos - Tejido conjuntivo: se encuentra entre los tejidos y entre los órganos, uniéndolos (tendones) - Tejido adiposo: se caracteriza porque sus células, llamadas adipositos, se encuentran llenas de grasa. Cumple las funciones de reserva de lípidos, protección de determinados órganos y aislante térmico. - Tejido cartilaginosos: formado por células, denominadas condorcitos, que elaboran una sustancia intercelular más o menos sólida: el cartílago. Forma los cartílagos de la nariz, tráquea… - Tejido óseo: compuesto por células, llamadas osteocitos, que se encargan de elaborar una sustancia intercelular sólida, compuesta por sales minerales de calcio y fósforo. Constituye los huesos. TEJIDO MUSCULAR Está formado por células alargadas, llamadas fibras musculares, que contienen en su citoplasma proteínas fibrilares (actina y miosina). Estas proteínas son las responsables de la contracción y relajación muscular. - Tejido muscular liso: está formado por células alargadas con un solo núcleo. Su contracción es involuntaria. Se encuentra en la pared de los órganos como, los vasos sanguíneos… - Tejido muscular estriado: está compuesto por células con numerosos núcleos. Cuando se observan al microscopio, aparecen bandas claras y oscuras, que le dan nombre a este tejido. Su contracción es voluntaria. Forma los músculos esqueléticos. - Tejido muscular cardiaco: está constituido por células con aspecto estriado, de un solo núcleo y unidas entre sí formando una red. Su contracción es involuntaria.
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TEJIDO NERVIOSO El tejido nervioso detecta las variaciones del medio externo e interno y transmite órdenes por el organismo. Se distinguen dos tipos de células: - Neuronas: tiene forma arborescente. Presentan: el cuerpo celular, las dentritas y el axón. Su función es transmitir el impulso nervioso. - Células de la glía: son células no neuronales, que no transmiten el impulso nervioso, que acompañan a las neuronas. Su función es proteger y alimentar a las neuronas. NIVEL ORGANOS: Los órganos son estructuras que están formadas por diversos tejidos asociados que realizan una función concreta, llamada acto. NIVEL SISTEMAS: Los sistemas están formados por órganos del mismo tipo que realizan una función también similar. (muscular, esquelético, nervioso, endocrino) UNIDAD: HOMBRE.
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