Procesos y Dinámica Celular
(Biología Celular y Molecular · Guía N°3)
Ezequiel Saldivia
Escuela Particular 95 Alemana
Camilo Henríquez 125 - Paillaco
Fono: 63-421765 – Región De Los Ríos
Nombre:
Curso:
Fecha:
Pje. ideal: 68
Pje. Obtenido:
Nivel de exigencia: 60%
Contenidos: Metabolismo celular: catabolismo y anabolismo · ATP como moneda energética · Reproducción celular: fases de la mitosis · Comunicación celular: señales, receptores y respuesta · Motilidad celular: cilios, flagelos y citoesqueleto · Conexión con la evolución: la célula como fundamento de la vida.
Capacidades: Razonamiento lógico — Comprensión · Análisis — Pensamiento crítico · Expresión escrita.
Destrezas: Identificar · Describir · Secuenciar · Relacionar · Comparar · Analizar · Interpretar · Aplicar · Argumentar · Explicar · Justificar · Sintetizar · Evaluar.
| Tema | Descripción | Pts | Obtenido |
|---|---|---|---|
| 1 | Metabolismo celular | 16 pts | |
| 2 | Reproducción celular: mitosis | 18 pts | |
| 3 | Comunicación celular y motilidad | 14 pts | |
| 4 | Síntesis: la célula como fundamento de la vida | 20 pts | |
| TOTAL | 68 pts | ||
Lee con atención — Metabolismo: la célula siempre trabajando
El metabolismo es el conjunto de todas las reacciones químicas que ocurren en una célula para mantenerse viva, crecer y reproducirse. Se divide en dos grandes procesos opuestos y complementarios:
Catabolismo — degradar para obtener energía
Reacciones que rompen moléculas complejas en moléculas más simples, liberando energía. Esa energía se almacena en ATP.
Ejemplo principal: Respiración celular aeróbica
Glucosa + O₂ → CO₂ + H₂O + ATP
Ocurre en la mitocondria. Produce hasta 36–38 ATP por molécula de glucosa.
Ejemplo principal: Respiración celular aeróbica
Glucosa + O₂ → CO₂ + H₂O + ATP
Ocurre en la mitocondria. Produce hasta 36–38 ATP por molécula de glucosa.
Anabolismo — construir usando energía
Reacciones que ensamblan moléculas simples en moléculas complejas, consumiendo energía (ATP).
Ejemplo principal: Fotosíntesis (en células vegetales)
CO₂ + H₂O + luz → Glucosa + O₂
Ocurre en el cloroplasto. Convierte energía lumínica en energía química.
Ejemplo principal: Fotosíntesis (en células vegetales)
CO₂ + H₂O + luz → Glucosa + O₂
Ocurre en el cloroplasto. Convierte energía lumínica en energía química.
El ATP: la moneda universal de la energía celular. El ATP (adenosín trifosfato) es el intermediario entre el catabolismo (que lo produce) y el anabolismo (que lo gasta). Sin ATP, ningún proceso celular puede ocurrir: ni la síntesis de proteínas, ni el transporte activo, ni la división celular, ni el movimiento.
Las reacciones metabólicas son catalizadas por enzimas, proteínas que aceleran las reacciones sin consumirse. Las enzimas son específicas: cada una actúa sobre un sustrato particular. Su actividad depende del pH y la temperatura: si estos cambian demasiado, la enzima se desnaturaliza y pierde su función.
▼ Ahora responde lo siguiente
Responde
Ejercicio 1 — Metabolismo celular 16 pts
a) Clasifica cada proceso o reacción como catabólico o anabólico, indica dónde ocurre en la célula y qué rol tiene el ATP: (8 pts)
| Proceso | ¿Catabólico o anabólico? | ¿Dónde ocurre? | Rol del ATP (¿se produce o se consume?) |
|---|---|---|---|
| Respiración celular aeróbica | |||
| Fotosíntesis | |||
| Síntesis de proteínas (traducción) | |||
| Digestión de glucógeno para liberar glucosa |
b) Selección múltiple: (4 pts — 2 pts c/u)
1. Una enzima pierde su actividad catalítica cuando la temperatura supera los 50°C. ¿Cuál es la explicación más precisa?
A
La enzima se evapora por el calor y ya no está disponible.B
El calor excesivo desnaturaliza la proteína, alterando su forma tridimensional y perdiendo la capacidad de unirse a su sustrato.C
La enzima se convierte en su sustrato a altas temperaturas.D
La temperatura aumenta la velocidad de reacción hasta que la enzima se consume completamente.2. ¿Por qué una célula muscular durante el ejercicio intenso consume más ATP que en reposo?
A
Porque el ejercicio produce más glucosa, lo que acelera el catabolismo.B
Porque la contracción muscular requiere ATP para mover las proteínas actina y miosina, y ese gasto debe reponerse constantemente.C
Porque en ejercicio la célula realiza fotosíntesis para compensar el gasto.D
Porque el ATP se elimina por el sudor y debe reponerse.c) Explica por qué el metabolismo celular podría considerarse una evidencia de que todas las células comparten un origen evolutivo común: (4 pts)
Rúbrica: a) 2 pts por fila completa · b) 2 pts por alternativa correcta · c) 4 pts por argumentar que el uso universal del ATP y las mismas rutas metabólicas en todos los seres vivos sugiere un ancestro común.
Lee con atención — Mitosis: copiar y repartir la vida
La mitosis es el proceso de división celular por el cual una célula madre produce dos células hijas genéticamente idénticas. Es fundamental para el crecimiento, la reparación de tejidos y la reproducción asexual. Antes de la mitosis, la célula duplica su ADN en la fase S del ciclo celular (interfase).
Profase
Los cromosomas se condensan y se hacen visibles. La membrana nuclear comienza a desintegrarse. Se forma el huso mitótico (de microtúbulos).
Metafase
Los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula. Los microtúbulos del huso se unen a los centrómeros de cada cromosoma. Es el momento más fácil para contar cromosomas.
Anafase
Las cromátidas hermanas se separan y son arrastradas hacia los polos opuestos de la célula por los microtúbulos. Cada polo recibe el mismo conjunto de cromosomas.
Telofase + Citocinesis
Se forma la membrana nuclear alrededor de cada conjunto de cromosomas. Los cromosomas se descondensan. El citoplasma se divide: en animales por constricción; en vegetales por formación de una placa celular.
Importancia de la mitosis: Permite que cada célula hija reciba exactamente el mismo número de cromosomas que la célula madre. En humanos: 46 cromosomas → 46 cromosomas en cada célula hija. Si el proceso falla (ej: cromosomas que no se separan bien), puede conducir a enfermedades como el cáncer.
▼ Ahora responde lo siguiente
Responde
Ejercicio 2 — Mitosis y ciclo celular 18 pts
a) Ordena las siguientes descripciones según la fase de la mitosis que corresponda y completa la columna de importancia: (8 pts)
| Descripción del evento | Fase | ¿Por qué ese evento es importante para que la división sea exitosa? |
|---|---|---|
| Los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula. | ||
| Las cromátidas hermanas se separan hacia polos opuestos. | ||
| Los cromosomas se condensan y el huso mitótico comienza a formarse. | ||
| Se reconstituye la membrana nuclear en cada polo y el citoplasma se divide. |
b) Verdadero y Falso: (6 pts — 2 pts c/u)
VF
1.
La mitosis produce células hijas con la mitad de los cromosomas de la célula madre, lo que es esencial para la reproducción sexual.
2.
La duplicación del ADN ocurre durante la interfase, antes de que comience la mitosis propiamente tal.
Corrección si es falsa:
3.
En la metafase los cromosomas están en su forma más condensada, por lo que es la fase ideal para estudiar el cariotipo (número y forma de los cromosomas).
Corrección si es falsa:
c) Cuando los genes que controlan el ciclo celular mutan y la célula pierde el control sobre su propia división, ¿qué enfermedad puede resultar? ¿Por qué la mitosis descontrolada es tan peligrosa? (4 pts)
Rúbrica: a) 2 pts por fila con fase e importancia correctas · b) 2 pts por afirmación, 1 pt corrección si falsa · c) 2 pts por identificar el cáncer y 2 pts por explicar por qué la división descontrolada es peligrosa.
Lee con atención — Comunicación y movimiento celular
Las células no viven aisladas: se comunican entre sí y con su entorno, y muchas de ellas se mueven. Estos procesos son fundamentales para que los organismos multicelulares funcionen como un todo coordinado.
Comunicación celular
Las células se comunican mediante señales químicas (hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento). El proceso tiene tres etapas:
1. Señal: la célula emisora libera una molécula señal.
2. Recepción: la célula receptora tiene un receptor específico en su membrana o interior que reconoce la señal.
3. Respuesta: el receptor activa una cascada de reacciones intracelulares que genera una respuesta (ej: producir una enzima, dividirse, morir).
Ejemplo: La insulina (señal) se une a su receptor en células musculares y hepáticas → activa transportadores de glucosa → la glucosa entra a la célula.
1. Señal: la célula emisora libera una molécula señal.
2. Recepción: la célula receptora tiene un receptor específico en su membrana o interior que reconoce la señal.
3. Respuesta: el receptor activa una cascada de reacciones intracelulares que genera una respuesta (ej: producir una enzima, dividirse, morir).
Ejemplo: La insulina (señal) se une a su receptor en células musculares y hepáticas → activa transportadores de glucosa → la glucosa entra a la célula.
Motilidad celular
Algunas células se mueven gracias a estructuras especializadas:
• Cilios: proyecciones cortas y numerosas. En células del epitelio respiratorio, mueven el moco y los patógenos hacia afuera. En el oído interno, detectan vibraciones sonoras.
• Flagelos: proyección larga y única. En espermatozoides, permite nadar hacia el óvulo. En bacterias, impulsa el desplazamiento.
• Citoesqueleto: red de filamentos proteicos (actina, tubulina) que da forma a la célula, permite movimientos internos (transporte de vesículas) y externo (como en los glóbulos blancos que persiguen bacterias).
• Cilios: proyecciones cortas y numerosas. En células del epitelio respiratorio, mueven el moco y los patógenos hacia afuera. En el oído interno, detectan vibraciones sonoras.
• Flagelos: proyección larga y única. En espermatozoides, permite nadar hacia el óvulo. En bacterias, impulsa el desplazamiento.
• Citoesqueleto: red de filamentos proteicos (actina, tubulina) que da forma a la célula, permite movimientos internos (transporte de vesículas) y externo (como en los glóbulos blancos que persiguen bacterias).
▼ Ahora responde lo siguiente
Responde
Ejercicio 3 — Comunicación y motilidad 14 pts
a) Relaciona cada situación con la etapa de comunicación celular (señal, recepción o respuesta) e identifica la molécula o estructura involucrada: (6 pts)
| Situación | Etapa de comunicación | Molécula o estructura involucrada |
|---|---|---|
| El páncreas libera insulina al torrente sanguíneo cuando la glucosa sube. | ||
| Una proteína específica en la membrana de la célula muscular reconoce la insulina y cambia su forma. | ||
| Los transportadores de glucosa se activan y permiten la entrada de glucosa a la célula muscular. |
b) Selección múltiple: (4 pts — 2 pts c/u)
1. Una persona con fibrosis quística tiene cilios defectuosos en su epitelio respiratorio. ¿Cuál es la consecuencia directa de esta falla en la motilidad celular?
A
Las células no pueden reproducirse correctamente por falta de ATP.B
El moco y los patógenos no son eliminados de las vías respiratorias, acumulándose e infectando los pulmones.C
La comunicación celular se interrumpe porque los cilios son los receptores de señales hormonales.D
Las células epiteliales pierden su membrana plasmática al no poder moverse.2. ¿Por qué la especificidad del receptor para su molécula señal es fundamental para el correcto funcionamiento del organismo?
A
Porque permite que cualquier célula responda a cualquier señal, haciendo el sistema más eficiente.B
Porque garantiza que solo las células con el receptor adecuado respondan a una señal específica, evitando respuestas en tejidos equivocados.C
Porque los receptores inespecíficos gastan demasiado ATP al responder a muchas señales.D
Porque sin especificidad las señales no podrían atravesar la membrana plasmática.c) ¿Qué tienen en común los cilios, los flagelos y el citoesqueleto? ¿Qué biomolécula los forma y por qué eso es relevante para entender la unidad de la vida? (4 pts)
Rúbrica: a) 2 pts por fila correcta · b) 2 pts por alternativa correcta · c) 2 pts por identificar las proteínas como componente común + 2 pts por relacionar con el origen evolutivo compartido.
Tema 4 · Síntesis: La Célula como Fundamento de la Vida
20 puntos
Este último tema integra todos los contenidos de la guía y de la unidad completa. Responde con argumentos científicos desarrollados.
Situación integradora
Un organismo unicelular (levadura) y un organismo pluricelular (ser humano) comparten las siguientes características: ambos tienen células eucariotas, usan ATP como moneda energética, realizan mitosis para reproducirse, tienen membranas con fosfolípidos, y sus células se comunican con el entorno mediante receptores. Sin embargo, en el ser humano las células se especializan, cooperan y en algunos casos mueren de forma programada (apoptosis) para el bien del organismo.
Pregunta 1 — Conexión con la evolución (6 pts):
El hecho de que la levadura y el ser humano compartan todas esas características celulares fundamentales, ¿qué nos dice sobre el origen evolutivo de la vida? Argumenta usando al menos dos de las características compartidas mencionadas en la situación y conecta con lo que estudiaste en la Guía N°1 (teoría celular, biomoléculas).
Rúbrica: 3 pts por argumentar correctamente que las semejanzas indican un ancestro común · 3 pts por conectar con la teoría celular y las biomoléculas de la Guía 1.
Pregunta 2 — La apoptosis: morir para vivir (6 pts):
La apoptosis es la muerte celular programada: la célula recibe una señal y activa un proceso ordenado de autodestrucción. Es fundamental en el desarrollo embrionario (forma los dedos eliminando el tejido entre ellos) y en el sistema inmune (elimina células infectadas). Usando lo que sabes sobre comunicación celular y metabolismo, explica: ¿cómo puede una célula "recibir la orden de morir"? ¿Qué procesos metabólicos y de señalización están involucrados?
Rúbrica: 3 pts por describir el proceso de señalización (señal → receptor → respuesta) aplicado a la apoptosis · 3 pts por conectar con el metabolismo y la biología molecular.
Pregunta 3 — Argumentación final (8 pts):
A lo largo de esta unidad estudiaste la historia de la célula, su estructura, sus organelos, los procesos de transporte, el metabolismo, la reproducción, la comunicación y la motilidad. Con todo ese conocimiento, argumenta en un párrafo continuo de al menos 8 oraciones por qué la célula puede considerarse el fundamento de la continuidad y evolución de la vida. Tu argumento debe conectar: teoría celular, biomoléculas, reproducción por mitosis, metabolismo y comunicación celular.
Rúbrica: 2 pts por párrafo continuo y coherente (no lista) · 2 pts por incluir teoría celular y biomoléculas · 2 pts por incluir mitosis y metabolismo · 2 pts por argumentar la conexión con la evolución y la continuidad de la vida.
Escuela Particular 95 Alemana · Paillaco
Biología Celular y Molecular · Guía N°3
Ezequiel Saldivia