Células Procariotas y Eucariotas

Conceptos generales de la Didáctica de las Ciencias Naturales

• La didáctica de las ciencias naturales se centra en los conocimientos físicos y naturales para la enseñanza en primaria.
• Se estudia la materia viva e inerte, su composición y niveles de organización.
• La teoría celular, los organismos procariotas y eucariotas, bacterias y protozoos, el reino fungi (hongos, levaduras y mohos), los virus y proteínas, la herencia y la evolución son temas a desarrollar.

Materia viva e inerte

• La materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.
• La materia viva incluye a los seres vivos que nacen, crecen y mueren (ciclo vital).
• La materia inerte es la materia inanimada, que puede ser natural o artificial.
• La composición química de la materia viva se centra en hidrógeno (63%), oxígeno (25%), carbono (9,5%), nitrógeno (1,4%) y otros elementos (0,6%).
• La composición química de la Tierra se centra en oxígeno (47%), silicio (28%), aluminio (7,9%), otros elementos (9,1%), hierro (4,5%) y calcio (3,5%).

Niveles de Organización de la Materia

• Los niveles de organización de la materia se estructuran en subatómico, atómico, molecular, celular, orgánico, poblacional y ecosistema (abióticos y bióticos).
• Las partículas subatómicas (protones, neutrones, electrones) forman los átomos.
• Los átomos se combinan para formar moléculas, incluyendo las inorgánicas (agua, sales minerales) y las orgánicas (glucosa, aminoácidos, macromoléculas, orgánulos celulares, mitocondrias y cloroplastos).
• Los organismos unicelulares y pluricelulares se agrupan en organismos, poblaciones y comunidades, conformando los ecosistemas.

Organización de los seres vivos

• Los bioelementos son los elementos que forman los seres vivos (primarios, secundarios y oligoelementos).
• Los bioelementos primarios (oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno) representan el 96% de los seres vivos.
• Los bioelementos secundarios son calcio, fósforo, potasio, cloro, sodio, azufre y magnesio.
• Los oligoelementos se encuentran en pequeñas cantidades, pero son esenciales para los seres vivos. Los elementos primarias, secundarios y oligoelementos forman biomoléculas (inorgánicas y orgánicas; agua, sales minerales, glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).

Clasificación de los seres vivos

• Los seres vivos se clasifican en seis reinos: Archaea, Bacteria, Protista, Fungi, Plantae y Animalia.
• Esta clasificación se organiza en dos grandes ramas: Eukarya (organismos con células eucariotas) y Prokarya (organismos con células procariotas).

Funciones Vitales de los Seres Vivos

• Las funciones vitales son tres: autoconservación, autorregulación y autorreproducción.
• La autoconservación se refiere a la obtención de materia y energía del medio para el crecimiento y la vida a través del metabolismo.
• La autorregulación es el control sobre las funciones del ser vivo regulando el metabolismo y detectando cambios en el medio externo.
• La autorreproducción permite la perpetuación de la especie.
• Las funciones vitales incluyen nutrición, relación y reproducción.

Las Funciones de las Células

• La nutrición abarca la ingestión, la digestión y el metabolismo (fotosíntesis y quimiosíntesis) y la excreción.
• Las funciones vitales de las células animales y vegetales se llevan a cabo a través de la membrana celular, el citoplasma, el citoesqueleto, los orgánulos, el núcleo, el ADN, entre otros.
• Las células se reproducen asexualmente por mitosis y sexualmente por meiosis.

Tipos de Células

• Las células se dividen en procariotas y eucariotas.
• Las células procariotas (bacterias y arqueas) no tienen núcleo definido, mientras que las células eucariotas (animales, plantas, hongos y algunos microorganismos) sí.

Características de las células procariotas

• Las células procariotas poseen una membrana plasmática que separa el interior del exterior.
• Las células procariotas se caracterizan por la ausencia de núcleo definido.
• Las células procariotas consisten en una gran variedad de estructuras entre las que podemos destacar la desplasmatica, la pared celular, la cápsula, los ribosomas, el plásmido, los pili y los flagelos.

Características de las células eucariotas

• Las células eucariotas tienen una membrana celular.
• Las células eucariotas tienen citoesqueleto y ribosomas.
• Las células eucariotas tienen un núcleo, donde se almacena el ADN.
• Las células eucariotas presentan distintos orgánulos.
• Las células eucariotas tienen mitocondrias (centrales energéticas de la célula).
• El sistema endomembranoso (retículo endoplasmático rugoso y liso, aparato de Golgi, lisosomas) realiza varias funciones, tales como la síntesis de lípidos y proteínas, la secreción de sustancias y la digestión intracelular.

Diferencias entre células procariotas y eucariotas

• Las células procariotas son generalmente más pequeñas y simples que las eucariotas.
• Las células procariotas no tienen orgánulos unidos a membranas.
• Las células eucariotas tienen orgánulos unidos a membranas.
• El ADN de las células procariotas está en forma circular, mientras que el ADN de las células eucariotas está en forma lineal y en un núcleo.

Célula eucariota: animales y vegetales

• Las células vegetales tienen una pared celular (celulosa).
• Las células vegetales tienen cloroplastos para realizar la fotosíntesis, mientras que las células animales no.
• El citoplasma celular de las células vegetales y animales presenta distintas estructuras y características.

Transporte celular

• Existen procesos de transporte pasivo (difusión simple, difusión facilitada y osmosis) y transporte activo que permiten el intercambio de materia y energía entre el interior y el exterior de las células.

• El transporte pasivo no requiere energía, mientras que el transporte activo sí.

• Nutrición*

• La nutrición celular es el proceso por el que la célula obtiene nutrientes del medio y los transforma, para sintetizar sus propias biomoléculas y obtener energía.

• Las células capturan nutrientes por ingestión a través de la membrana plasmática, endocitosis (vacuolas alimenticias) o fagocitosis.

• La nutrición puede ser autótrofa o heterótrofa.

• La digestión descompone material orgánico complejo en moléculas más sencillas.

• El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que permiten la obtención de energía y mantienen la funcionalidad celular.

• La fotosíntesis produce materia orgánica a partir de materia inorgánica usando energía solar.

• La quimiosíntesis produce materia orgánica a partir de materia inorgánica utilizando la energía de reacciones químicas.

• La excreción elimina los nutrientes no utilizados y productos de desecho.

• Reproducción*

• Las células se dividen para producir nuevas células con materiales genéticos similares.

• La mitosis es un proceso de división celular en el que una célula diploide se divide para formar dos células hijas idénticas.

• La meiosis es un proceso de división celular especial que producen células haploides para la reproducción sexual.

Funciones básicas de las células

• La relación es la capacidad de las células para percibir los cambios del entorno y responder a ellos (estímulos).
• Las respuestas pueden ser estáticas o dinámicas, incluyendo movimientos, comunicación (mediante señales químicas) y otras respuestas específicas de acuerdo al tipo de célula.

Seres Pluricelulares

• Los organismos pluricelulares están formados por más de una célula; estas se especializan en diferentes funciones para crear un organismo complejo, y se originan de una sola célula.
• El aumento de tamaño de un organismo pluricelular se debe al aumento en el número de células, no a las dimensiones individuales de las células, a menos que el tejido se agrande previamente.

Reino Archaea

• El reino Archaea está formado por microorganismos unicelulares procariotas.
• Las arqueas son organismos muy antiguos, probablemente algunos de los primeros organismos que existieron.
• Las arqueas no tienen pared celular de peptidoglicano, a diferencia de las bacterias.

Reino Bacteria

• Las bacterias son microorganismos unicelulares procariotas.
• Las bacterias se encuentran en medios diversos, como aire, agua y suelo, y en o sobre organismos (o como parásitos).

Características de las bacterias

• Las bacterias son células procariotas, unicelulares, sin núcleo y con ADN en forma circular.
• Carecen de orgánulos unidos a membranas.
• Su pared celular está compuesta de peptidoglicano.
• Se reproducen por fisión binaria.

Reino Protista

• Los protozoos son organismos eucariotas, unicelulares.
• Los protozoos se clasifican en amebas, ciliados y flagelados, entre otros.
• Se reproducen asexualmente por fisión binaria.
• Tiene funciones vitales básicas para su supervivencia (nutrición, relación y reproducción).

Reino Fungi

• Los hongos son organismos eucariotas, pluricelulares (mohos) o unicelulares (levaduras).
• Son heterótrofos (necesitan alimentarse de otras fuentes).
• Se reproducen tanto sexual como asexualmente por esporas.
• Los hongos tienen importancia y utilidad en distintos procesos, como la fermentación (pan, cerveza).

Líquenes

• Los líquenes son una simbiosis entre un hongo y un fotobionte (alga o cianobacteria).
• Son los primeros seres vivos que colonizan nuevos entornos.
• Son indicadores importantes del cambio climático.
• Tienen importancia en la fijaciación de nutrientes del suelo.

Los Virus

• Son agentes infecciosos muy pequeños, sólo visibles con microscopios electrónicos.
• No tienen metabolismo propio y son parásitos obligados.
• Se distinguen las fases extracelular (virión) e intracelular.
• La estructura de los virus se compone de un ácido nucleico (ADN o ARN) rodeado por una cápside proteica; algunos tienen envoltura.

Proteínas

• Las proteínas son esenciales para la vida y se fabrican en los ribosomas.
• Son moléculas complejas formadas por cadenas largas de aminoácidos.
• Las proteínas desempeñan diversas funciones como estructura, regulación, transporte, defensa y enzimas.

Aminoácidos

• Los aminoácidos son los bloques de construcción de las proteínas.
• La secuencia de aminoácidos está codificada en el ADN.
• Hay aminoácidos esenciales que deben obtenerse de la dieta.

Herencia y Evolución

• La herencia se refiere a la transmisión de rasgos de una generación a otra; y se define en términos de alelos en cromosomas.
• Los cromosomas se encuentran en pares, cada uno de los cuales proviene de cada progenitor.
• Las formas alternativas de un gen se denominan alelos.
• Las leyes de Mendel describen los principios de la herencia.

Leyes de Mendel

• Las leyes de Mendel describen cómo se heredan los caracteres.

• Hay tres leyes: la ley de la uniformidad, la ley de la segregación y la ley de la independencia.

• Se incluye material sobre la tinción gram y la resistencia en las bacterias en condiciones ambientales extremas.