En esta lección
- Video de la lección (próximamente)
- Apuntes de la lección
- Ejemplos resueltos
- Ideas clave
- Alineación con NGSS
Llévatelo
Pregunta esencial
¿En qué se diferencian las células de las bacterias de las células de las plantas y los animales?
Una bacteria y una célula de la piel están vivas, pero están construidas de forma muy distinta. En esta lección compararás los dos tipos principales de células, las procariotas y las eucariotas, verás cómo se comparan sus tamaños y usarás una fórmula de aumento para hallar el tamaño real de una célula a partir de una imagen.
Video de la lección próximamente. Mientras tanto, lee la lección que aparece abajo.
Dos tipos de células
- Las células procariotas no tienen núcleo
- Las células eucariotas tienen el ADN dentro de un núcleo
- Las células eucariotas tienen organelos rodeados por membrana
- Ambas tienen membrana, citoplasma, ADN y ribosomas
Los biólogos clasifican las células en dos grupos. Las células procariotas no tienen núcleo. Su ADN flota en el citoplasma, en una región llamada nucleoide, y por lo general no tienen organelos rodeados por membrana. Las bacterias son procariotas. Las células eucariotas guardan su ADN dentro de un núcleo rodeado por membrana y tienen otros organelos, que son compartimentos con sus propias membranas. Los animales, las plantas, los hongos y los protistas están formados por células eucariotas. Los dos tipos de células tienen membrana celular, citoplasma, ADN y ribosomas.
Dentro de una célula procariota
- La pared celular da forma y protección
- El ADN es un anillo en el nucleoide
- Pequeños anillos de ADN llamados plásmidos
- Muchas bacterias tienen un flagelo para nadar
Una bacteria típica es una sola célula rodeada por una pared celular que le da forma y la protege. Algunas también tienen una cápsula externa pegajosa. Dentro de la membrana celular, el ADN principal es un anillo en el nucleoide, y muchas bacterias también tienen pequeños anillos de ADN llamados plásmidos. Los ribosomas llenan el citoplasma y fabrican proteínas. Muchas bacterias tienen un flagelo, una cola parecida a un látigo que gira para mover la célula.
Dentro de las células eucariotas
- El núcleo guarda el ADN
- Las mitocondrias están en las células animales y vegetales
- Las células vegetales también tienen pared celular
- Las células vegetales tienen cloroplastos y una vacuola grande
Las células animales y vegetales son eucariotas, así que ambas tienen un núcleo y mitocondrias. Las células vegetales también tienen características que las células animales por lo general no tienen. Una pared celular rígida fuera de la membrana sostiene a la planta, los cloroplastos realizan la fotosíntesis y una vacuola central grande guarda agua y otros materiales. Ten en cuenta que las células procariotas también pueden tener pared celular, pero está hecha de materiales distintos a los de la pared celular de una planta. Estudiarás cada organelo en la siguiente lección.
¿Qué tan grandes son las células?
- La mayoría de las células son demasiado pequeñas para verse sin microscopio
- Las bacterias miden por lo general de 1 a 10 µm
- Muchas células eucariotas miden de 10 a 100 µm
- 1 mm = 1,000 µm
Las células se miden en micrómetros (µm). Un micrómetro es una milésima de milímetro. La gráfica usa una escala logarítmica, porque los tamaños van de 0.1 µm a 120 µm, y da valores aproximados. Las bacterias por lo general son más pequeñas que las células eucariotas, pero hay excepciones. La fórmula del aumento conecta una imagen con la célula real: tamaño real = tamaño de la imagen ÷ aumento. Una célula que mide 10 mm en una fotografía tomada a ×5,000 en realidad mide 10 mm ÷ 5,000 = 0.002 mm, o 2 µm.
De dónde vienen las células eucariotas
- La teoría endosimbiótica explica las mitocondrias
- Una célula grande incorporó una bacteria
- La bacteria se quedó y se convirtió en una mitocondria
- El ADN, los ribosomas y las membranas apoyan la teoría
La teoría endosimbiótica propone que las mitocondrias comenzaron como bacterias de vida libre que una célula más grande incorporó y que se quedaron dentro, para beneficio de ambas. Los científicos apoyan esta teoría con evidencia. Las mitocondrias tienen su propio ADN circular, ribosomas parecidos a los de las bacterias y una doble membrana, y se dividen por su cuenta dentro de la célula. La misma teoría explica los cloroplastos, que también tienen estas características.
Ejemplos resueltos
Primero intenta resolver cada problema por tu cuenta y luego abre la solución para revisar tu trabajo.
Ejemplo 1: Hallar el tamaño real
Una micrografía tomada a ×5,000 muestra una bacteria que mide 10 mm de largo. Halla su longitud real en micrómetros. Una célula animal típica mide cerca de 30 µm de ancho. ¿Cuántas de estas bacterias, colocadas una tras otra, cabrían a lo ancho de la célula animal?
| Cantidad | Valor |
|---|---|
| Longitud en la imagen | 10 mm |
| Aumento | ×5,000 |
| Ancho de la célula animal | 30 µm |
Mostrar la solución
- Fórmula: tamaño real = tamaño de la imagen ÷ aumento
- Longitud real: 10 mm ÷ 5,000 = 0.002 mm
- Conversión: 0.002 mm × 1,000 µm/mm = 2 µm
- Cuántas caben a lo ancho de la célula: 30 µm ÷ 2 µm = 15 bacterias
- Respuesta: La bacteria mide 2 µm de largo, y cabrían 15 a lo ancho de una célula animal de 30 µm.
Ejemplo 2: Clasificar la célula
Un estudiante estudia tres células desconocidas. Usa la tabla para clasificar cada célula como procariota, vegetal o animal, y da la evidencia.
| Célula | Núcleo | Pared celular | Cloroplastos | Tamaño |
|---|---|---|---|---|
| X | No | Sí | No | 2 µm |
| Y | Sí | Sí | Sí | 40 µm |
| Z | Sí | No | No | 20 µm |
Mostrar la solución
- Célula X: no tiene núcleo, así que es procariota. Su tamaño, 2 µm, también concuerda.
- Célula Y: tiene núcleo, pared celular y cloroplastos, así que es una célula vegetal.
- Célula Z: tiene núcleo pero no tiene pared celular ni cloroplastos, así que es una célula animal.
- Respuesta: X es procariota, Y es una célula vegetal y Z es una célula animal.
Ejemplo 3: ¿Las células eucariotas son más grandes?
Un estudiante afirma: “Las células eucariotas son más grandes que las células procariotas”. Usa la gráfica para decidir si apoya la afirmación. Escribe una afirmación, evidencia y razonamiento.
Mostrar la solución
- Afirmación: los datos apoyan la afirmación como un patrón general.
- Evidencia: la bacteria mide cerca de 2 µm, mientras que la célula de levadura mide 5 µm, el glóbulo rojo 7.5 µm y la célula de la piel 30 µm. El óvulo mide 120 µm, que es 60 veces la longitud de la bacteria.
- Razonamiento: las células eucariotas tienen un núcleo y otros organelos, así que por lo general necesitan más espacio. Es un patrón con excepciones: unas pocas bacterias son grandes, y la gráfica muestra solo unos cuantos tipos de células.
- Respuesta: La gráfica lo apoya como patrón general. Las células eucariotas por lo general son más grandes, pero hay excepciones.
Práctica
Rotula una bacteria, clasifica células según sus características, calcula el tamaño real a partir de una micrografía y usa datos de tamaño para evaluar una afirmación. Inténtalo primero por tu cuenta y luego revisa tu trabajo con la clave de respuestas.
- Hoja de práctica: Células procariotas y eucariotas (PDF) (en inglés)
- Clave de respuestas: Células procariotas y eucariotas (PDF) (en inglés)
Diapositivas de la lección
Ideas clave
- Las células procariotas no tienen núcleo; las eucariotas sí
- Las células eucariotas tienen organelos rodeados por membrana
- Las células vegetales también tienen pared celular, cloroplastos y una vacuola grande
- Tamaño real = tamaño de la imagen ÷ aumento
- Las mitocondrias probablemente comenzaron como bacterias incorporadas por una célula más grande
De vuelta a la pregunta esencial: las células procariotas no tienen núcleo y por lo general no tienen organelos rodeados por membrana, mientras que las células eucariotas guardan su ADN en un núcleo y reparten su trabajo entre los organelos. Las células vegetales agregan una pared celular, cloroplastos y una vacuola grande. Las células procariotas por lo general son mucho más pequeñas. A continuación verás más de cerca los organelos de las células eucariotas.
Alineación con NGSS
Esta lección avanza hacia estas expectativas de desempeño de los Estándares de Ciencias de Nueva Generación (NGSS):
- HS-LS1-1: Construir una explicación basada en evidencia de cómo la estructura del ADN determina la estructura de las proteínas, que llevan a cabo las funciones esenciales de la vida mediante sistemas de células especializadas.
Ideas disciplinarias básicas: LS1.A Estructura y función