Guía De Biología Celular PDF

Guía Metodológica de Biología Celular BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR ACADEMIA GENERAL DE BIOLOGÍA GUÍA METODOLÓGICA DE BIOLOGÍA CELULAR Autores: Efigenia Flores G...

Guía Metodológica de Biología Celular BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR ACADEMIA GENERAL DE BIOLOGÍA GUÍA METODOLÓGICA DE BIOLOGÍA CELULAR Autores: Efigenia Flores González Federico Israel Cedeño Chávez Marcela Aquino Camacho María Constanza Lidia Gutiérrez Sánchez María Guadalupe Martínez López Rita Rojas Huidobro Junio 2020 1  Guía Metodológica de Biología Celular GUÍA METODOLÓGICA DE BIOLOGÍA CELULAR PLAN 07 POR COMPETENCIAS DR. JOSÉ ALFONSO ESPARZA ORTIZ RECTOR MTRA. GUADALUPE GRAJALES PORRAS SECRETARIA GENERAL MTRA. ROSA ISELA ÁVALOS MÉNDEZ ABOGADA GENERAL M.C.E MARÍA DEL CARMEN MARTÍNEZ REYES VICERRECTOR DE DOCENCIA MTRO. GILBERTO SÁNCHEZ CERVANTES DIRECTOR GENERAL DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR MTRO. SAMUEL CONTRERAS DÍAZ SECRETARIO ACADÉMICO DE LA DEMS Esta guía se elaboró en la Dirección de Educación Media Superior de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla AUTORES: Efigenia Flores González Federico Israel Cedeño Chávez Marcela Aquino Camacho María Constanza Lidia Gutiérrez Sánchez María Guadalupe Martínez López Rita Rojas Huidobro D.R. © BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA CALLE 4 SUR 104, COL CENTRO C.P. 72000. PUEBLA, PUE. MÉXICO JUNIO DE 2020 2  Guía Metodológica de Biología Celular 1. DATOS GENERALES Nivel Educativo: Educación Media Superior Nombre del Plan de Estudios: Bachillerato Universitario Plan 07 Modalidad Académica: Escolarizada Nombre de la asignatura: Biología Celular Ubicación: Campo disciplinar experimentales Ubicación en el mapa curricular: Correlación Asignaturas Precedentes Biología I, Biología II Asignaturas Consecuentes: Anatomía e investigación en campo y laboratorio 2. CARGA HORARIA DEL ESTUDIANTE Horas por semana Total de Total de Concepto horas por créditos por Teoría Práctica periodo periodo Horas teoría y práctica (1 hora teoría = 2 créditos) 1 1 30 90 (1 hora de práctica = 1 crédito) 3  Guía Metodológica de Biología Celular PRESENTACIÓN La presente guía metodológica ha sido elaborada por docentes de la Academia General de Biología, como un material didáctico que contribuya al proceso de enseñanza-aprendizaje, promoviendo en los alumnos el desarrollo de competencias genéricas y disciplinares básicas y extendidas, para coadyuvar en el perfil de egreso del Nivel Medio Superior del Bachillerato General de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Para su elaboración se consideraron los aprendizajes clave del programa de Biología Celular, es decir los ejes, componentes y contenidos centrales, a saber: Eje Componente Contenido central Explica el comportamiento e I. Organización celular vegetal. División Celular. interacción en los sistemas Histología vegetal. químicos, biológicos, físicos y ecológicos. Explica el comportamiento e II. Movimiento, soporte y Tejido conjuntivo y interacción en los sistemas defensa. médula ósea. químicos, biológicos, físicos y Contracción y relajación ecológicos. muscular Relaciona las aportaciones de la III. Protección y Comunicación Barreras, absorción y ciencia al desarrollo de la celular. secreción. humanidad. Estímulo-respuesta. 4  Guía Metodológica de Biología Celular La guía metodológica está organizada en tres apartados que corresponden a cada bloque temático del programa, descritos a continuación: Bloque I: Organización celular vegetal Se aborda la división celular, las características generales de las plantas, el ciclo celular (mitosis, meiosis) y la alternancia de generaciones en las plantas. Así mismo se aborda la histología vegetal, la clasificación y desarrollo de los tejidos conductores, de respiración celular en las plantas y el sistema esquelético. Bloque II: Movimiento, soporte y defensa Se aborda el tejido conectivo embrionario: mesénquima, mucoso, denso, laxo y especializado. Así como la contracción y relajación muscular, la anatomía y fisiología de las fibras musculares y su especialización en procesos metabólicos. Bloque III: Protección y Comunicación celular Se abordan las barreras, absorción y secreción, a través de las funciones básicas del sistema tegumentario: protección, sensibilidad y termorregulación, el desarrollo y envejecimiento del sistema tegumentario y las enfermedades de la piel. Así mismo se aborda el estímulo respuesta: las células del sistema nervioso e impulso nervioso. PROPÓSITO DE LA ASIGNATURA: Relaciona los fundamentos de la organización y función de los distintos tipos celulares, a través de la investigación científica y la experimentación, para valorar la importancia de la homeóstasis en los procesos celulares de los seres vivos. 5  Guía Metodológica de Biología Celular COMPETENCIAS A DESARROLLAR EN LA ASIGNATURA GENÉRICAS DISCIPLINARES BÁSICAS DISCIPLINARES EXTENDIDAS 5. Desarrolla innovaciones 4. Obtiene, registra y sistematiza 6. Utiliza herramientas y equipos y propone soluciones a la información para responder a especializados en la búsqueda, problemas a partir de preguntas de carácter científico, selección, análisis y síntesis para la métodos establecidos. consultando fuentes relevantes y divulgación de la información realizando experimentos científica que contribuya a su 5.5 Sintetiza evidencias pertinentes. formación académica. obtenidas mediante la experimentación para 5. Contrasta los resultados producir conclusiones y obtenidos en una investigación o formular nuevas experimento con hipótesis preguntas. previas y comunica sus conclusiones. 7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida. 7.3 Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana. 6  Guía Metodológica de Biología Celular ÍNDICE Título No. Pág. Datos generales 3 Carga horaria del estudiante 3 Presentación 4 Propósito de la asignatura 5 Competencias a desarrollar de la asignatura 6 BLOQUE I: ORGANIZACIÓN CELULAR VEGETAL 10 1.1 Célula 11 1.1.1 Célula procariota 12 1.1.2 Célula eucariota 14 1.1.3 Organización celular vegetal 16 1.1.3.1 Características generales de las plantas 16 1.1.3.2 Ciclo celular de las plantas 17 1.1.3.3 Mitosis 20 1.1.3.4 Meiosis 24 1.1.3.5 Alternancia de generaciones en plantas 28 1.2 Histología vegetal 34 1.2.1 Clasificación y desarrollo de los tejidos 34 1.2.2 Tejidos conductores 36 1.2.3 Respiración Celular de las plantas 38 1.2.4 Sistema esquelético de las plantas 38 1.2.4.1 Presión de turgencia 39 1.2.4.2 Plasmólisis 40 1.2.4.3 Digestión vegetal 41 7  Guía Metodológica de Biología Celular 1.2.4.4 Circulación de las plantas 41 1.2.4.5 Excreción en las plantas 44 1.2.4.6 Coordinación en las plantas 44 1.2.4.7 Transmisión de impulsos 45 1.2.4.8 Hormonas vegetales 45 1.2.4.9 Raíz y sus funciones 47 1.2.4.10 El tallo y sus funciones 49 1.2.4.11 Las hojas y sus funciones 51 1.2.5 Fotosíntesis 52 BLOQUE II: MOVIMIENTO, SOPORTE Y DEFENSA 55 2. Tejido conectivo 56 2.1 Tejido Conectivo Embrionario 63 2.1.1 Mesénquima 63 2.2.1 Mucoso 64 2.2 Tejido Conjuntivo 65 2.2.1 Tejido Denso 66 2.2.2.1 Denso Elástico 67 2.2.2.2 Denso Regular 68 2.2.2.3 Denso Irregular 69 2.2.3 Laxo o areolar 70 2.2.3.1 Laxo Areolar 72 2.2.3.2 Laxo Adiposo 72 2.2.3.3 Laxo Reticular 73 2.3 Especializado 74 2.3.1 Tejido Sanguíneo 74 8  Guía Metodológica de Biología Celular 2.3.2 Tejido Cartilaginoso 83 2.3.3 Tejido Óseo 90 2.3.4 Médula Óseo 96 2.4 Contracción y relajación muscular 100 2.4.1 Anatomía y fisiología de las fibras musculares y su especialización en procesos 100 metabólicos 2.4.1.1 Fisiología y estructura de las fibras musculares 101 2.4.1.2 Mecanismo de preparación de la contracción muscular 103 2.5 Rutas metabólicas aerobias y anaerobias 106 2.5.1 Respiración aerobia 107 2.5.2 Respiración anaerobia 107 2.5.2.1 Fatiga muscular 109 BLOQUE III: PROTECCIÓN Y COMUNICACIÓN CELULAR 111 3.1 Barreras, absorción y secreción 112 3.1.1 Funciones básicas del sistema tegumentario: protección, sensibilidad, 112 termorregulación 3.1.2 Estructura del sistema tegumentario 113 3.1.3 Desarrollo y envejecimiento del sistema tegumentario 119 3.1.4 Enfermedades de la piel 120 3.2 Estímulo-respuesta 122 3.2.1 Células del sistema nervioso 124 3.2.2 Impulso nervioso 131 4. Referencias 136 9  Guía Metodológica de Biología Celular BLOQUE I Organización celular vegetal Tomado de: http://www.ehu.eus/SGIker/fotos/upload/sgiker2014/helena-dias-david20141216/finalcvfolha2.jpg 10  Guía Metodológica de Biología Celular BLOQUE I. ORGANIZACIÓN CELULAR VEGETAL 1.1 Célula El término célula surgió por primera vez en 1665 y se atribuye a Robert Hooke, quien observó por primera vez una preparación de corcho. En esa preparación observó los espacios vacíos que dejan las células del corcho cuando mueren y acuñó el término de célula. A mediados del siglo XIX, Theodor Schwann y Matthias Schleiden junto con Rudolf Virchow establecieron los principios de la teoría celular la cual sostiene: 1. Todos los seres vivos están constituidos por una o varias células. 2. Los organismos más pequeños se componen de una solo célula y ésta es la unidad funcional de los organismos multicelulares. 3. Todas las células nacen de células preexistentes. Todos los organismos vivos están formados por células, de tal manera que ningún organismo puede ser considerado un ser vivo, si no contiene al menos una célula. Existen organismos formados por una sola célula o unicelulares, otros multicelulares constituidos por más células. El tamaño de las células varía desde micras hasta varios centímetros La mayoría de las células son invisibles para el ojo humano; presentan una sorprendente variedad de tamaños y formas. Se ha demostrado que la forma está condicionada por la función que realizan. Algunas de las células bacterianas más pequeñas tienen forma cilíndrica de menos de 1 µm de longitud, mientras que las neuronas son de forma compleja con numerosas prolongaciones delgadas que miden varios metros de longitud. La mayoría de las células vegetales miden de 20-30 µm de longitud, tienen forma poligonal y pared celular rígida. En promedio, las células del reino animal miden de 10-60 µm de diámetro; su membrana celular es muy delgada y flexible. Gracias a la citología e histología, se conocen las características de las células, la morfología y la fisiología de cada uno de sus componentes. Cada uno es especial y necesario para desarrollar las funciones que mantienen la vida. En el siguiente esquema podemos observar los diferentes tipos de células. 11  Guía Metodológica de Biología Celular Figura 1.1. La célula. Obtenido de Elena V. De Erice y Jesús A. González, 2012, Biología, la ciencia de la vida, McGraw- Hill, México, pág. 92. 1.1.1 Célula procariota Las células son bioquímica, estructural y funcionalmente muy complejas; se clasifican en procariotas y eucariotas. El término procariota significa “antes del núcleo”. Todos los seres vivos están formadas de uno de estos dos tipos de células. Las células procariontes constan de un único compartimiento cerrado rodeado por la membrana plasmática, carecen de un núcleo definido y tienen una organización interna bastante sencilla, comparada con la organización de las células eucariontes. Todos los organismos procariontes pertenecen al reino eubacteria o al reino arqueobacteria. Las células procariotas y eucariotas comparten características comunes, que son: Características estructurales 12  Guía Metodológica de Biología Celular Membrana plasmática o plasmalema, que las separa y comunica con el exterior. Pared celular, que rodea a la membrana celular (en eucariotas: vegetales, fungales y algunos protistas). Ribosomas, organismos que sintetizan proteínas. Citoplasma, que forma la mayor parte del volumen celular y en el que están inmersos los organelos celulares. Ácido desoxirribonucleico (ADN), es el material hereditario de los genes. Ácido ribonucleico (ARN), expresa la información contenida en el ADN. Biomoléculas, como enzimas y otras proteínas (producto de los genes) que ponen en funcionamiento la maquinaria celular; carbohidratos, lípidos, etc. Figura 1.2. Estructura de una célula procarionte. http://uaprepasemi.uas.edu.mx/libros/6to_SEMESTRE/59_Biologia_Celular.pdf 13  Guía Metodológica de Biología Celular 1.1.2 Célula eucariota Las células eucariontas (del griego eu, “verdadero”, y carion, “núcleo”) son más complejas y grandes que las procariontas y sus medidas oscilan entre 10 y 100 μm. Su material genético se encuentra encerrado dentro de un núcleo, que lo protege y aísla de los demás organelos, característica que da nombre a este tipo de células. El citoplasma tiene una parte sólida, llamada protoplasma, y una semilíquida, el citosol. Contiene ribosomas, citoesqueleto y organelos membranosos. Hay tres tipos de células eucariontas, desde el punto de vista morfológico y funcional: fúngica, vegetal y animal. Figura 1.3. Célula vegetal modelo. Tomado de Elena V. De Erice y Jesús A. González, 2012, Biología, la ciencia de la vida, McGraw-Hill, México, pág. 99. 14  Guía Metodológica de Biología Celular Figura 1.4. Célula animal modelo. Recuperado de Elena V. De Erice y Jesús A. González, 2012, Biología, la ciencia de la vida, McGraw-Hill, México, pág. 99. 15  Guía Metodológica de Biología Celular 1.1.3 Organización celular vegetal 1.1.3.1 Características generales de las plantas. Las plantas son organismos autótrofos de gran importancia debido a que forman parte de la base de las cadenas alimenticias, liberan grandes cantidades de oxígeno a la atmósfera, y presentan una enorme diversidad de especies que se han adaptado a casi todos los ecosistemas, siendo una parte importante de ellos. Además de ser la primera fuente de alimento para los humanos, obteniendo cerca de 1200 alcaloides, y en algunas plantas con bajas cantidades que estimulan nuestro sistema nervioso y que en otros casos son base para la fabricación de medicamentos, como la Vinblastina Fig. 1.5 Catharanthus roseus. https://es.wikipedia.org/wiki/Catharanthus_roseus producida a partir de planta Catharanthus roseus (fig. 1.5) para el tratamiento de algunos tipos de cáncer. Las plantas son organismos eucariotas pluricelulares, eso quiere decir que sus células tienen envoltura nuclear y en su interior almacenan el ADN celular, además de que su cuerpo está constituido por muchas células. En la figura 1.6 se representan las características generales de las plantas. Gracias a los aportes de Matthias Schleiden, Theodor Schwann y Rudolf Virchow, entre los años 1838 a 1855, sabemos que: Fig. 1.6 Características generales de una planta. Adaptado de Nabors, M., Introducción a la botánica, PEARSON, 2006. 1. Todos los organismos están compuestos de una o más células. 2. La célula es la unidad básica en la estructura de todo organismo. 16  Guía Metodológica de Biología Celular 3. Todas las células se originan a partir de células ya existentes. Haciendo caso a los enunciados que constituyen a lo que conocemos como la Teoría Celular, podemos afirmar que todas las estructuras de las plantas están constituidas por células o son productos de ellas, y que la reproducción también depende de las éstas. A lo largo del cuerpo de la planta vamos a encontrar diferentes tipos de células según la función que cumplan, pero de manera general podemos decir que la célula vegetal tiene las siguientes características y componentes. Fig. 1.7 Estructura de una célula vegetal. Tomado de Nabors, M., Introducción a la botánica, PEARSON, 2006. Todo el contenido celular, excepto la pared celular, recibe el nombre de Protoplasma, y está constituido por el núcleo y el citoplasma. Por citoplasma se entiende a todo lo que se encuentra entre la membrana plasmática y la envoltura nuclear. 1.1.3.2 Ciclo celular de plantas. El ciclo celular está conformado por una secuencia de eventos moleculares con una sola dirección que da como resultado la duplicación del ácido desoxirribonucleico (ADN) que será distribuido en dos células hijas, cada una con una copia idéntica del todo el material genético. 17  Guía Metodológica de Biología Celular La secuencia de pasos que conforman al ciclo celular son cuatro: G1 (Gap 1 o intervalo 1) fase en la que la célula se asegura de que las condiciones necesarias para poder dividirse se han cumplido, por ejemplo, crecer en tamaño, sintetizar ARNm y proteínas histonas necesarias para la síntesis de ADN. El suministro de nutrientes, la temperatura y el espacio para el crecimiento también son determinantes en G1. Cuando una célula está destinada a no dividirse especializándose en una función saldrá del ciclo celular para entrar en G0. En la Fase S (Síntesis) todo el ADN es duplicado para que las células hijas conserven el número de cromosomas original. A la fase S le sigue la fase G2, en donde se verifica que la duplicación del ADN fue completa y sin errores, se activará la reparación en caso de ser necesario. En este intervalo la célula continúa con su actividad metabólica habitual y se prepara para la división celular, conocida como Mitosis, que consiste en la división del núcleo. Finalmente, con la citocinesis, todo este proceso culminará con la formación de dos células genéticamente idénticas. Las fases G1, S y G2, constituyen lo que se conoce como Interface, periodo entre divisiones, en el que la célula tendrá una intensa actividad metabólica, crecerá y duplicará su material genético. La figura 1.8 muestra todo el proceso del ciclo celular. Las hormonas vegetales, estimulan (recuadro azul) o inhiben (recuadro rojo) al ciclo, y junto con proteínas cinasas (CDK) dependientes de cíclinas (CYC) fosforilan a otras proteínas induciendo la expresión de genes, productos necesarios para pasar de una fase a otra. Los nutrientes, como la sacarosa, en las cantidades adecuadas estimulan el inicio del ciclo celular. 18  Guía Metodológica de Biología Celular Fig. 1.8 Ciclo celular y su regulación. Modificado de Nabors, M., Introducción a la botánica, PEARSON, 2006. 19  Guía Metodológica de Biología Celular 1.1.3.3 Mitosis Después de la fase G2 se presenta la mitosis, que tiene un papel fundamental en el crecimiento del embrión y su posterior desarrollo formando de tejidos y órganos, en la sustitución de células para reparar heridas, y en la reproducción sexual y asexual de las plantas. La mitosis consta de cuatro fases que se presentan en la siguiente figura 1.9. En la profase los cromosomas duplicados se condensan, los cuales se unen a fibras de microtúbulos para formar el huso mitótico para ser dirigidos al ecuador de la célula. Al final de la profase la envoltura nuclear desaparece. Durante la metafase los cromosomas se localizan en la placa ecuatorial o metafásica, han sido desplazados por las fibras del huso mitótico o axonema. Anafase es la etapa en donde las cromátidas hermanas de cada cromosoma duplicado se separan, para formar un cromosoma independiente y dirigirse a un extremo de la célula, jalados por los microtúbulos del huso mitótico. La última fase de la mitosis es la Telofase, aquí, dos grupos de cromosomas de ubican en los polos de la célula, para luego formar dos nuevos núcleos. Los cromosomas se desenrollan y el huso mitótico desaparece. Citocinesis. Finalmente, el citoplasma se divide en dos gracias a la formación del fragmoplasto constituido a partir de microtúbulos del huso mitótico, que sirve de base para la formación de la placa celular formada por dos nuevas membranas y paredes celulares. Así, se forman las dos nuevas células. Fig. 1.9 Fases de la Mitosis. Modificado de Nabors, M. Introducción a la botánica, PEARSON, 2006. 20  Guía Metodológica de Biología Celular Actividad de aprendizaje complementaria 1.1: A continuación describe sobre las líneas las principales características que ocurren durante la citocinesis en la célula animal y la vegetal al finalizar la telofase de la división celular. Fig. 1.10 Biología y Geología 4. ESO. ANAYA ON. Recuperado en: https://www.blinklearning.com/coursePlayer/clases2.php?idclase=41579330&idcurso=805470 Citocinesis animal Citocinesis vegetal En las plantas con flor, después de la doble fecundación, se continúan una serie de transformaciones que llevan a la formación de la semilla, que constituyen el órgano de dispersión 21  Guía Metodológica de Biología Celular y perpetuación de las plantas. Aquí las divisiones mitóticas cumplirán un papel fundamental para que en una de las fecundaciones, el óvulo fecundado o zigoto se desarrolla en embrión y suspensor, estructura que transporta nutrientes de los tejidos maternos al embrión, y en la otra fecundación, los núcleos polares formen al endospermo, que proporcionará nutrientes durante la germinación a la futura planta. La embriogénesis es un proceso controlado por la expresión diferencial de genes y las fitohormonas auxinas, citoquininas y ácido abscísico. Fig. 1.11 Embriogénesis en plantas. Tomado de Azcon-Bieto J, Talón M., 2013, Fundamento de Fisiología Vegetal. McGraw-Hill. Barcelona. En la figura 1.11 se muestran la serie de divisiones celulares que llevan a un zigoto a la formación del embrión. Cuando la semilla germina, el agua reactiva el metabolismo y con ello las divisiones celulares para continuar con la formación del cuerpo de la planta. El embrión (fig. 1.12) está constituido por cotiledones u hojas embrionarias, que proporcionaran nutrientes a la nueva planta y realizará fotosíntesis en las primeras etapas del crecimiento de la planta. Estos cotiledones están unidos a un pequeño tallo que termina en una radícula o raíz embrionaria. Fig. 1.12 Embrión de angiosperma. Tomado de Nabors, M., Introducción a la botánica, PEARSON, 2006. 22 En los extremos del eje tallo-raíz se encuentran los meristemos apicales, los cuales conforme la planta va creciendo, se formarán nuevos tejidos, tanto para un crecimiento primario y como secundario. El engrosamiento de tallos y raíces se debe al crecimiento secundario de los meristemos laterales. Los meristemos son un conjunto de células indiferenciadas y con la posibilidad de formar cualquier tipo de tejido. La figura 1.13. Fig. 1.13 Relación de los meristemos y los tejidos. Modificado de Nabors, M., muestra de forma resumida la germinación y el Introducción a la botánica, PEARSON, 2006. crecimiento de la planta. En la figura 1.14 se observa la relación de los meristemos con los tejidos primarios y secundarios. Se puede decir que la mitosis es el tipo de división celular que se encarga de formar el cuerpo de la planta a partir de un óvulo fecundado. La mitosis participa en la reproducción asexual de la planta, produciendo individuos genéticamente idénticos al progenitor, a lo cuales podemos nombrarlos clones, así también participa en la formación de gametos a partir de megasporas y microsporas, como se verá en el siguiente apartado. Fig. 1.14 Germinación y crecimiento. Tomado de Nabors, M., Introducción a la botánica, PEARSON, 2006 22  Guía Metodológica de Biología Celular Actividad de aprendizaje complementaria 1.2: En la figura de abajo realiza lo siguiente: escribe sobre la línea el tipo de crecimiento que representa colorea de rojo las zonas donde ocurre cada tipo de crecimiento colocando el nombre de las células no diferenciadas y el tejido u órgano que originan al diferenciarse señala las hormonas que participan en cada estructura correspondiente. Fig. 1.15 Vázquez, C. ¿Cómo viven las plantas? Recuperado en: http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/48/html/viven.html _____________________________________ _____________________________________ De acuerdo a lo anterior, responde las siguientes preguntas: 1. ¿Cuál es la diferencia entre los 2 tipos de crecimiento? 2. ¿De qué manera se relaciona la figura anterior con la división celular? 3. ¿En qué consiste el crecimiento y la diferenciación celular vegetal? 23  Guía Metodológica de Biología Celular Actividad de aprendizaje complementaria 1.3: Lee el artículo “Relaciones filogenéticas entre algas y plantas vasculares” en el siguiente enlace y elabora una cadena de secuencias sobre los principales cambios relacionados a la evolución del proceso de división celular de las plantas. http://revbigo.webs.uvigo.es/images/revbigo/2008/Rebigo_2008.pdf#page=67 1.1.3.4 Meiosis Ahora, veremos a detalle la formación de la megaspora (n) y microspora (n), que son las células gaméticas de las plantas, que se forman mediante la meiosis a partir de sus correspondientes células madres (2n), que viene indicado en la parte superior de la figura 1.16, y ocurre de la siguiente manera. La división celular por meiosis participa únicamente en la reproducción sexual, y consta de dos divisiones consecutivas cuyo resultado final es la formación de cuatro células hijas con la mitad del número de cromosomas, así, si las células madre tienen dos cromosomas homólogos, como se muestra en la figura 1.16, las cuatro hijas resultantes tendrán un solo cromosoma. En la siguiente figura se muestra una comparativa entre mitosis y meiosis. Fig. 1.16 Comparación de mitosis y meiosis. Tomado de Nabors, M., Introducción a la botánica, PEARSON, 2006. 24  Guía Metodológica de Biología Celular Después de la etapa S del ciclo celular, en la que se duplica el material genético, las células madres de la megaspora y microspora iniciaran las dos divisiones nucleares consecutivas, cada una con cuatro etapas profase, metafase, anafase y telofase, que se les agrega el número romano I y II para distinguir la primera y segunda división. En la meiosis I, los cromosomas homólogos se recombinan, proceso en el que intercambian información y reparan algunos errores, para después separarse reduciendo a la mitad el número de cromosomas que serán destinados a las nuevas células hijas (ver figura 1.17). Durante las Profase I los cromosomas homólogos ya condensados se acercan lo suficiente para formar una estructura conocida como tétrada, que son cuatro cromátidas que pueden Fig. 1.17 Meiosis I, Recombinación de cromosomas homólogos y reducción del número de cromosomas. Modificado de Nabors, M., Introducción a la botánica, PEARSON, 2006. intercambiar información en un proceso que se llama recombinación, dando como resultado cromosomas con nueva información. En la Metafase I se desplazan las tétradas y se alinean en la placa metafásica, guiados por los microtúbulos del huso mitótico. Observa que en la Anafase I, los cromosomas homólogos se separan y la mitad de la dotación de cromosomas se dirige hacia un polo, mientras que la otra mitad hacia el otro polo. Lo que dará como resultado dos primeras células con la mitad de la información genética. 25  Guía Metodológica de Biología Celular La Telofase I es la fase final de la primera división. En muchos de los casos reaparecerán las membranas nucleares y se formará la placa celular para dividir el citoplasma, y las nuevas células entrarán en una breve interfase antes de iniciar la meiosis II. Se puede decir que la meiosis I es una división reductora, ya que el número de cromosomas se reduce a la mitad en las nuevas células. La segunda división conocida como meiosis II es como una mitosis (ver figura 1.18), ya que, en ella, al concluir la profase II, metafase II, anafase II, y telofase II, además de las cromátidas hermanas se separan para formar cromosomas simples que serán recluidos en los núcleos de las cuatro nuevas células haploides (n). La citocinesis es la etapa siguiente para dividir el citoplasma formándose la placa celular, (ver figura 1.18). Fig. 1.18 Etapas de la meiosis II. Modificado de Nabors, M., Introducción a la botánica, PEARSON, 2006. Para el caso de los animales, la meiosis dará como resultado la formación de gametos. Mientras que, en las plantas, la meiosis formará esporas, y a partir de esas esporas se generan los gametofitos en los cuales, por divisiones mitóticas se formarán los gametos (n). En seguida, a 26  Guía Metodológica de Biología Celular partir de un proceso de doble fecundación se desarrolla el embrión (2n) y el endospermo (3n) que están contenidos a dentro de una semilla, dando inicio al cuerpo de una nueva planta, (fig. 1.19). Actividad de inicio: Tabla comparativa sobre división celular. Elabora una tabla comparativa sobre mitosis y meiosis que incluya por lo menos 8 puntos a comparar, para ello apóyate de la Fig. 1.19 Semilla de dicotiledónea. Tomado de Nabors, M., Introducción a la botánica, PEARSON, 2006. información presentada anteriormente y de las figuras que se mostraron de acuerdo al texto. Este producto se evaluará mediante una lista de cotejo que se encuentra en el manual de instrumentos de evaluación de Biología celular. CARACTERÍSTICA MITOSIS MEIOSIS 27  Guía Metodológica de Biología Celular 1.1.3.5 Alternancia de generaciones en plantas. Una vez que la planta alcanza la madurez, en condiciones adecuadas de nutrientes y luz, podrá producir gametos para fecundar los gametos del sexo opuesto. A diferencia de la reproducción asexual, la reproducción sexual produce descendientes diferentes a los progenitores, capaces de adecuarse a condiciones de un medio ambiente cambiante, dotando así, a los descendientes de una ventaja competitiva. Para hablar de meiosis en plantas, se tomará como ejemplo el ciclo de vida de las Angiospermas, figura 1.20, en la que podemos observar los diferentes momentos en los que ocurre la meiosis y la mitosis para formar la alternancia de dos generaciones, la del esporófito y gametófito. Fig. 1.20. Alternancia de generaciones en angiospermas. Tomado de Azcon-Bieto J, Talón M., 2013, Fundamento de Fisiología Vegetal. McGraw-Hill. Barcelona. De la imagen anterior podemos distinguir que hay dos tipos de células, las somáticas (del cuerpo) que pueden contener dos juegos de cromosomas (diploide), o más de dos juegos de cromosomas, fenómeno conocido como poliploidia, que es muy común en plantas; y las células gaméticas 28  Guía Metodológica de Biología Celular (reproductivas) que tienen un solo juego de cromosomas. La parte de la planta con células somáticas que tiene dos juegos de cromosomas, Diploide (2n), se conoce como esporofito, que es la encargada de producir las esporas en estructuras especializadas que son el ovario y las anteras. El esporofito es la parte macroscópica de la planta, mientras que el gametofito es la parte de la planta que ha reducido su tamaño, y que está conformada de células somáticas con un solo juego de cromosomas, Haploide (n). El gametofito es la parte especializada de la planta encargada de producir los gametos, que son la ovocélula y los anterozoides o células espermáticas. Así, cuando se forma una semilla, la carga de cromosomas diploide (2n) que presenta el embrión es resultado de la fecundación de una célula espermática con la célula huevo; una segunda célula espermática se fusionará con los dos núcleos polares para formar el endospermo, que presenta triple carga de cromosomas, triploide (3n). En la figura 1.21, observa que en el tubo polínico viajan dos núcleos espermáticos, los cuales participaran en la doble fecundación. Con todo lo anterior, el ciclo de vida de una planta angiosperma está listo para iniciar, alternando generaciones haploides (n) y diploides (2n). Fig. 1.21 Comparativa de alternancia de generaciones. Tomado de Nabors, M., Introducción a la botánica, PEARSON, 2006. 29  Guía Metodológica de Biología Celular Para facilitar la comprensión de la alternancia de generaciones en las plantas, en la figura 1.20 se ofrece un diagrama en el que se compara la reproducción de las plantas con la reproducción humana. Ahí podemos observar qué en las plantas, el esporofito diploide (2n) formara esporas haploides (n) vía la meiosis, y a partir de esas esporas se desarrolla, por mitosis, los gametofitos pluricelulares haploides (n), tanto masculino como femenino, los cuales por mitosis van a producir células espermáticas o anterozoides y ovocélulas respectivamente. La fecundación de la ovocélula por el anterozoide formará el zigoto en el que se restablecerá el número diploide de cromosomas (2n). En pocas palabras, la diferencia entre la reproducción sexual animal y vegetal es muy notable. Podemos ver que en las plantas entre la meiosis y la fecundación está presente el gametofito pluricelular masculino y femenino (n), mientras que en la reproducción animal no se presenta. CICLO DE VIDA EN HELECHOS 30 Guía Metodológica de Biología Celular CICLO DE VIDA EN BRIÓFITAS CICLO DE VIDA EN CONÍFERAS 31  Guía Metodológica de Biología Celular CICLO DE VIDA EN ANGIOSPERMAS Figs. 1.22 Oxford University Press. España, S. A. 2007. Biología y Geología. Ruiz, M (LadyofHats) for CK-12 Foundation. Ciclo de vida de las gimnospermas. Recuperado en: https://www.ck12.org/na/ciclo-de-vida-de-las-gimnospermas-1/lesson/Ciclo-de-vida-de-las-gimnospermas/ 32  Guía Metodológica de Biología Celular Actividad de desarrollo: Diagrama de las 3Q sobre división de distintos tipos de células germinales. Realiza una investigación documental sobre la “División celular en células germinales de plantas: esporas y gametos”, posteriormente apóyate de las imágenes presentadas arriba para realizar un diagrama de las 3Q. Este producto de aprendizaje se evaluará mediante una lista de cotejo que se encuentra en el manual de instrumentos de evaluación de Biología celular. DIAGRAMA DE LAS 3Q ¿QUÉ VEO? ¿QUÉ NO VEO? ¿QUÉ INFIERO? Actividad de cierre: Reporte de V de Gowin de mitosis y meiosis en células vegetales. Entra a http://www.mhhe.com/biosci/genbio/virtual_labs_2K8/labs/BL_03/index.html y con ayuda de tu maestro sigue las instrucciones para realizar la práctica de laboratorio de manera virtual, posteriormente elabora la V de Gowin para tu reporte. Este producto de aprendizaje se evaluará mediante una rúbrica que se encuentra en el manual de instrumentos de evaluación de Biología celular. 33  Guía Metodológica de Biología Celular 1.2 Histología vegetal 1.2.1 Clasificación y desarrollo de los tejidos vegetales Actividad de aprendizaje complementaria 1.4: Elabora un glosario de 30 palabras que desconozcas referente a histología vegetal; puedes utilizar palabras de las siguientes páginas. Tejido meristemático. Los tejidos meristemáticos están formados de células pequeñas de pared delgada con núcleos grandes, sin vacuolas o, en todo caso pocas. Su principal función consiste en crecer, dividirse y diferenciarse en todos los demás tipos de tejido. La planta embrionaria al principio de su desarrollo está formada enteramente de meristemo; conforme crece, casi todo el meristemo se diferencia en otros tejidos, pero aún en el árbol adulto hay regiones de meristemo que permiten el crecimiento continuo. Los tejidos meristemáticos se encuentran en las partes de la planta que crece activamente (extremo de raíces y tallos, y cambium). El meristemo de las puntas de raíces y tallos, llamado meristemo apical, explica el aumento de longitud, de estas partes, y el meristemo del cambium, llamado meristemo lateral, permite el aumento de diámetro de tallos y raíces. Fig.1.23 Meristemo apical. Recuperado de Atlas de histología vegetal y animal. https://mmegias.webs.uvigo.es/1- vegetal/guiada_v_meristemos.php Tejido protector. Los tejidos protectores están formados por células con paredes gruesas para proteger las subyacentes de paredes delgadas contra la desecación o las lesiones mecánicas. La epidermis de las hojas y la capa de corcho de tallos y raíces son ejemplos de tejidos protectores. La epidermis de las hojas secreta una substancia cérea impermeable al agua llamada cutina, que disminuye la pérdida de agua por la superficie de la hoja. En la superficie de las hojas se encuentran células epidérmicas especializadas, llamadas células de protección, dispuestas en pares alrededor de cada pequeña abertura, denominada estoma, en el interior de la hoja. La presión de turgencia en la célula protectora regula el tamaño del estoma 34  Guía Metodológica de Biología Celular y la velocidad con que penetran el oxígeno, el bióxido de carbono y el vapor de agua en la hoja o salen de ella. Algunas células epidérmicas de las raíces poseen excrecencias llamadas pelos radiculares, que aumentan la superficie de absorción de agua y substancias disueltas en el suelo. Los tallos y las raíces también están cubiertos por capas de células de corcho producidas por un cambium de corcho especial, otro meristemo lateral. Las células de corcho se encuentran muy apretadas unas a otras; sus paredes celulares contienen otra sustancia impermeable al agua, la suberina. Puesto que la suberina impide la entrada de agua a las propias células de corcho, éstas viven poco por lo que todas las células de corcho maduras son células muertas. Tejidos fundamentales. Los tejidos fundamentales forman la gran masa del cuerpo de la planta, incluidas las partes blandas de la hoja, el meollo y corteza de tallo y raíces, y las partes blandas de flores y frutos; sus principales funciones son la producción y almacenamiento de alimentos. El tejido fundamental más sencillo, el parénquima, está formado de células de pared delgada y una capa fina de citoplasma en torno a una vacuola central Figura 1.24 Parénquima de reserva en el tallo de la patata con amiloplastos conteniendo reservas de almidón. Recuperado de: Atlas de histología vegetal y animal https://mmegias.webs.uvigo.es/1- vegetal/guiada_v_parenquima.php La colénquima es un parénquima modificado que contiene los cloroplastos donde tiene lugar la fotosíntesis. Las células de la colénquima, poco apretadas, forman casi todo el interior de las hojas y algunos tallos. Se caracterizan por paredes celulares delgadas, vacuolas grandes y presencia de cloroplastos. 35  Guía Metodológica de Biología Celular Figura 1.25 Colénquima angular de una hiedra y colénquima laminar en el tallo de un saúco. Atlas de histología vegetal y animal. Recuperado de: https://mmegias.webs.uvigo.es/1-vegetal/guiada_v_sosten.php En algunos tejidos fundamentales los bordes de las células están engrosados para servir de sostén a la planta. Este tejido, llamado colénquima. Se extiende inmediatamente debajo de la epidermis de los tallos y el pecíolo de las hojas. Todavía en otro tipo, el esclerénquima, toda la pared celular aumenta de espesor considerablemente. Estas células que suministran sostén y resistencia mecánica, se encuentran en muchos tallos y raíces. A veces adoptan la forma de fibras delgadas y largas. Las células de esclerénquima fusiforme, llamadas fibras del líber, se encuentran en el floema de muchos tallos. En las cáscaras duras de las nueces hay células redondas de esclerénquimas, las cuales son llamadas células pétreas. 1.2.2 Tejidos conductores En las plantas encontramos dos tipos conductores: el xilema, que conduce el agua y las sales disueltas, y el floema, que conduce substancias nutritivas disueltas como la glucosa. En todas las plantas superiores, las primeras células del xilema que se desarrollan son larguísimas y se llaman traqueidas; tienen extremos puntiagudos y engrosamientos de las paredes en forma circular, espiral o excavada. Más tarde, otras células se unen por sus extremos para formar vasos de xilema. Al desarrollarse estos vasos, las paredes conjuntas se disuelven y las laterales se hacen gruesas, dejando un tubo de celulosa hasta de tres metros de largo por donde circula agua. Estos vasos pueden alcanzar tres metros de largo. Tanto en las traqueidas como en los vasos, el citoplasma finalmente muere, y así quedan tubos cuya función queda mantenida. El engrosamiento, a base del depósito de lignina, substancias 36  Guía Metodológica de Biología Celular que explica la naturaleza dura y leñosa de tallos y raíces, vegetales, permite al xilema actuar como soporte, además de conducción. Mediante una unión terminoterminal semejante de las células, se producen los tubos de tamiz del floema. Los extremos de las células no desaparecen, pero forman una placa perforada o placa del tamiz. A diferencia de las traqueidas y vasos del xilema, los tubos maduros de tamiz siguen vivos y poseen gran cantidad de citoplasma, pero pierden sus núcleos. Cerca de los tubos de tamiz se encuentran “células acompañantes” nucleadas, las cuáles pueden servir para regular las funciones de dichos tubos de tamiz. Las corrientes intracelulares (ciclosis) del citoplasma de los tubos de tamiz intervienen para acelerar el transporte de alimentos disueltos por dichos tubos. Los tubos de tamiz se encuentran en los troncos, en la corteza blanda fuera de la capa de cambium. Actividad de inicio: Realiza un Cuadro de Doble Entrada de los tipos de Tejidos Vegetales. Este producto de aprendizaje se evaluará mediante una lista de cotejo que se encuentra en el manual de instrumentos de evaluación de Biología celular. TEJIDO FUNCIÓN Las células animales, plantas verdes, mohos y bacterias tienen varios sistemas enzimáticos en común, de modo que la vía general del metabolismo intermedio es notablemente semejante en todos estos organismos. Aun así, las células vegetales presentan poder de biosíntesis, más amplio que los animales, pues pueden lograr la fotosíntesis, sintetizar todos los aminoácidos y vitaminas 37  Guía Metodológica de Biología Celular que requieren, y producir además muchas otras substancias. Por tanto, las células animales no han conseguido sintetizar unos ocho o 10 de los 21 aminoácidos, así como sus vitaminas, algunos ácidos grasos no saturados y una cantidad adecuada de carbohidratos y grasas (destinados a producir energía), directa o indirectamente de las plantas. 1.2.3 Respiración celular de las plantas Se conocen como respiración celular la serie de reacciones enzimáticas en las cuales se utiliza oxígeno, se libera bióxido de carbono y se transfiere energía de la molécula de glucosa y otras moléculas de substrato al ATP y otras formas de energía biológicamente útil. Dichas reacciones se presentan en las plantas verdes igual que en cualquier célula viva. Las substancias fundamentales y los productos de la respiración son los inversos de los correspondientes a la fotosíntesis. Cuando una planta recibe luz, la rapidez de la fotosíntesis es de 10 a 30 veces mayor que la de la respiración; este último fenómeno queda por completo disimulado. Los experimentos en que se utiliza oxígeno pesado (18O) como marcador revelan que la respiración conserva más o menos el mismo ritmo con fotosíntesis o sin ella. El oxígeno llega a las células y el bióxido de carbono las abandona por simple difusión. No hay órganos respiratorios especiales. Los cuerpos de plantas de más tamaño poseen espacios aéreos entre las células, lo que facilita la difusión de los gases. Las raíces de las plantas pueden asfixiarse si el suelo en el cual crecen se comprime demasiado, o se satura de agua, como en un pantano. 1.2.4 Sistema esquelético de las plantas Las células vegetales poseen una pared gruesa de celulosa al exterior de la membrana plasmática, estas células no poseen un sistema esquelético separado para sostenerse como muchos animales. Las plantas terrestres si necesitan alguna estructura lo suficientemente fuerte para que las hojas se encuentren en posición de aprovechar la luz solar, dando respuesta a esta apreciación se tiene que la celulosa puede ser muy gruesa como en los tallos leñosos de árboles y arbustos y servir directamente como soporte del cuerpo de la planta; y contiene una pared bastante delgada, con un soporte indirecto a través de la presión de turgencia. Muchos árboles y arbustos poseen muchas células leñosas, traqueidas y vasos en el xilema que sirven de soporte. Estas células secretan una pared de celulosa muy gruesa, saturada de una 38  Guía Metodológica de Biología Celular substancia química compleja llamada lignina. El floema o corteza interior contiene también fibras gruesas que ayudan al sostenimiento del tronco. 1.2.4.1 Presión de turgencia Dentro de su pared de celulosa, la célula vegetal posee una o varias vacuolas grandes llenas de savia celular. Esta savia es una solución de distintas sales, azúcares y otras substancias orgánicas en agua. Las membranas plasmática y vacuolar, que separan la savia celular del líquido fuera de la célula, son de permeabilidad diferenciada, pues el agua las atraviesa mucho más fácilmente que las sales, iones inorgánicos y moléculas orgánicas atraviesan estas membranas con mucha menor facilidad. Cuando la concentración de sales es mayor en la savia celular que en el líquido externo, lo que suele ser normal, el agua tiende a entrar pues pasa por difusión de una región de alta concentración a otra de concentración baja. Esta adición de agua distiende la vacuola y presiona el citoplasma contra la pared externa de celulosa. La pared de celulosa por ser ligeramente elástica resulta distendida por la presión interna. Cuando ha entrado en la célula cierta cantidad de agua se alcanza un equilibrio en el cual la presión ejercida por la pared celular distendida es igual a la presión ejercida por la savia celular. De aquí en adelante la cantidad de moléculas de agua que entran a la vacuola es igual a las que salen y así el volumen total de la savia celular es constante. Figura 1.26. Células de elodea solución isotónica, hipotónica e hipertónica. Recuperado de: http://www.ittizimin.edu.mx/wp-content/uploads/2018/03/BIOLOGIA-CELULAR.pdf 39  Guía Metodológica de Biología Celular La presión de turgencia se define, como la ejercida por el contenido de la célula contra la pared celular. No debe confundirse con la presión osmótica, de la savia celular, que es la que podría aparecer si dicha savia se encontrará separada del agua pura por una membrana completamente impermeable a todos los solutos presentes en la savia celular. La presión de turgencia es casi siempre inferior a la presión osmótica de la savia celular, pues: 1) el líquido fuera de las células no suela ser agua pura sino solución salina diluida, y 2) las membranas celulares son permeables a las sales y substancias orgánicas de la savia. Estas substancias, con el tiempo, atravesarían la membrana y reducirían la presión de turgencia, si no fuera por los activos procesos de la célula viviente, que puede introducir selectivamente ciertas substancias en las células y eliminar otras. Además, la célula produce por fotosíntesis nuevas moléculas orgánicas, aumentando la concentración de solutos en el jugo celular y la presión de turgencia. En cualquier planta, no leñosa, la presión de urgencia es fundamental para la conservación de la forma del vegetal. En las células jóvenes la presión de turgencia representa la fuerza que si tiende las paredes celulares y permite el crecimiento. 1.2.4.2 Plasmólisis Si el líquido fuera de la célula es de más concentración de sales que la savia celular, como al colocar la hoja de lechuga en solución salina concentrada, sale de la célula el agua de la savia (yendo aquí también de una región de alta concentración de agua a otra de baja concentración). Finalmente, el contenido celular ya no ejerce presión contra la pared celular: la presión de turgencia es nula y la lechuga se ha marchitado. Cuando el volumen de savia celular disminuye por pérdida de agua la célula ya no es comprimida contra la pared de la celulosa. Se retrae alejándose de dicha pared; el fenómeno se llama Plasmólisis. Las células vegetales mueren si se exponen por largo tiempo a soluciones hipertónicas. Si la exposición es breve y se reintegra luego la planta al agua pura, puede reaparecer la turgencia. El 40  Guía Metodológica de Biología Celular fenómeno puede demostrarse si se sumerge media docena de zanahorias en un vaso de solución salina, para llevarlas una a una, en tiempos variables, a recipientes de agua pura. Figura 1.27. Mecanismo de la respuesta en Mimosa púdica, ante un estímulo externo. Biología. Villee C.A. Pág. 242 1.2.4.3 Digestión vegetal Las plantas carecen de sistema digestivo especializado; sus alimentos son producidos dentro de las células o absorbidos a través de membranas celulares. Los alimentos sintetizados pueden emplearse al instante o ser llevados a otras partes, por ejemplo, al tallo o raíz, donde se almacenan para su utilización más adelante. Unas cuantas plantas que ingieren insectos, si bien carecen de sistema digestivo organizado, secretan enzimas digestivas semejantes a las de los animales. Acumulas reservas de materia orgánica que utilizan en los tiempos en que resulta imposible la fotosíntesis (la noche o el invierno). Casi todas las semillas contienen grandes cantidades de carbohidratos y grasas que suministran energía para las fases iniciales del desarrollo. 1.2.4.4 Circulación de las plantas Los vegetales más simples, formados por una célula o un pequeño grupo celular, carecen de sistema circulatorio. Basta la difusión simple, a veces ayudada por fenómenos de transporte activo, para llevar al interior las substancias necesarias: agua, bióxido de carbono y sales. 41  Guía Metodológica de Biología Celular Los sistemas circulatorios de los vegetales superiores, más simples que en los animales, obedecen a un sistema estructural completamente diferente sin corazón ni vasos sanguíneos. El transporte va por los sistemas de xilema y floema; unas cuantas plantas poseen además un sistema de látex que ayuda a la circulación. El látex es una materia lechosa, con muchas substancias alimenticias (carbohidratos y proteínas), que en algunas plantas da origen a productos de gran valor comercial, como el caucho, chicle y opio. Existen dos tipos de células que conducen líquido en el xilema: las traqueidas son células filiformes alargadas con huecos laterales y los elementos vasculares son células cilíndricas, generalmente de diámetro mayor que las traqueidas. Las traqueidas y los elementos vasculares mueren con la madurez y funcionan como células conductoras después que el citoplasma ha desaparecido del interior de la célula. Su función principal es la conducción de agua y minerales disueltos. Figura 1.28. Células que forman el Xilema; vasos conductores y traqueidas. Atlas de histología vegetal y animal. Recuperado de https://mmegias.webs.uvigo.es/1-vegetal/guiada_v_conductores.php Hay cuatro tipos de células en el floema: los elementos de tubo criboso, las células compañeras, las fibras de flema, y el parénquima. La función principal del floema, o sea el transporte de nutrientes, lo llevan a cabo los elementos del tubo criboso. Estas carecen de núcleos como células maduras, y forman columnas continuas celulares, los tubos cribosos donde el citoplasma de una célula es continúo con el de la vecina y se extiende a través de perforaciones en la pared celular, denominadas poros de las placas cribosas. El floema de las plantas vasculares sin flores sólo tiene células cribosas sin células compañeras. Las células parenquimatosas del floema guardan relación con la formación de corcho en los tallos perennes, y las fibras de floema refuerzan el tejido conductor y proporcionan sostén mecánico. 42  Guía Metodológica de Biología Celular Las fibras del floema de plantas como el cáñamo y el lino sirven para preparar cuerdas y telas, respectivamente. Los tubos de xilema y floema tienen poca o ninguna relación con el transporte de gases. Los tubos de xilema sirven sobre todo para el transporte de agua y minerales desde las raíces hasta el tallo y hojas; los de floema transportan alimento producido en las hojas a los tallos y raíces para su almacenamiento y utilización. El transporte de alimentos en el floema no es a base de fluir de savia vegetal, como en el xilema, sino que más bien se trata de un transporte circular del citoplasma dentro de cada célula de floema. El agua sube por los vasos y traqueidas del xilema (que no son células vivas) por las fuerzas combinadas de transpiración y presión radicular. Los nutrientes son transportados en las células vivas del floema con notable rapidez y por mecanismos todavía no bien comprendidos. Figura 1.29. Tipos celulares del floema. Atlas de histología vegetal y animal. Recuperado de: https://mmegias.webs.uvigo.es/1-vegetal/guiada_v_conductores.php La conducción de agua en el xilema y de nutrientes en el floema se denomina translocación. Está además supone corrientes circulares en el citoplasma de cada célula del floema; podría pensarse 43  Guía Metodológica de Biología Celular en la analogía de una cadena de bomberos pasándose la cubeta de agua, de ésta forma se asegura el transporte de moléculas de alimento. La substancia que se encuentra en los tubos de xilema floema y látex de las plantas superiores se llama savia vegetal. Es una compleja mezcla de muchas substancias, orgánicas e inorgánicas, cuya composición varía considerablemente de una planta a otra, de una parte de la planta a otra y de una estación a otra. Otros constituyentes son sales, azúcares, aminoácidos, hormonas, enzimas y otras proteínas y ácidos orgánicos. El pH de la savia varía de 7 a 4.6. 1.2.4.5 Excreción en las plantas Las plantas excretan cantidades nulas o muy pequeñas de restos nitrogenados; del proceso metabólico, pero éstas sustancias vuelven a utilizarse en la síntesis de otras substancias. Puesto que las plantas, con pequeñas excepciones, no ingieren proteínas, la cantidad total de productos nitrogenados de desecho es pequeña, de modo que puede ser eliminado por difusión, bajo forma de amoniaco (por los poros de las hojas) o como sales de nitrógeno (por las raíces en el suelo). En algunas plantas, ciertos productos de desecho se acumulan y forman cristales intracelulares; por ejemplo, las hojas de espinaca contienen cerca del 1 por ciento de ácido oxálico. 1.2.4.6 Coordinación en las plantas Las plantas en crecimiento activo pueden responder a un estímulo en cierta dirección mediante crecimiento más rápido a un lado, lo que se traduce como inclinación hacia el estímulo o al lado opuesto. Una respuesta de crecimiento de este tipo se llama tropismo. Un movimiento de orientación en respuesta a un estímulo se llama tactismo. Los tropismos y tactismos reciben nombres en función del estímulo que los ocasiona. Fototropismo: respuesta de crecimiento a la luz Geotropismo: respuesta de crecimiento a la gravedad Quimiotropismo: respuesta de crecimiento a alguna substancia química. Tigmotropismo: respuesta de crecimiento al contacto Pueden ser positivos o negativos, según la respuesta sea respectivamente hacia el estímulo o en dirección opuesta. 44  Guía Metodológica de Biología Celular 1.2.4.7 Transmisión de impulsos Las células vegetales pueden transmitir excitaciones, aunque por lo general el fenómeno es tan lento que sus resultados son difíciles de observar. En algunas plantas la respuesta a los estímulos es bastante rápidas y ponderables, entre ellas está la planta atrapamoscas Venus, cuando un insecto se posa sobre una hoja. Otro caso es la respuesta de la “sensitiva” Mimosa pudica al tacto. Normalmente, las hojas de esta planta son horizontales, pero si se toca ligeramente una de ellas, todas las hojuelas se pliegan en unos dos o tres segundos. Si se toca una sola hoja, no sólo se cierra ésta, sino también las vecinas. A los pocos minutos las hojas regresan a su posición inicial. El plegamiento de las hojas se debe a disminución de la presión de turgencia de las células de la base de la hoja, pero la excitación se transmite a lo largo de los tubos cribosos de hojas y tallos. La velocidad de transmisión en Mimosa es del orden de 5 cm por segundo. La excitación se acompaña de fenómenos eléctricos, aumento de permeabilidad de las células excretadas y cambio momentáneo de su metabolismo. La respuesta puede ser modificada por ciertas substancias químicas. 1.2.4.8 Hormonas vegetales Las hormonas vegetales son compuestos orgánicos que pueden producir efectos notables sobre el metabolismo y crecimiento celular, aun en cantidades reducidas. Son producidas en los tejidos de crecimiento especialmente en el meristema de los casquetes en desarrollo en el extremo de tallos y raíces. Algunas funciones son: 1) Estimulan el crecimiento longitudinal de las células en la parte de la planta que se encuentra en crecimiento. 2) Inician la formación de nuevas raíces, especialmente adventicias. 3) Inician el desarrollo de flores y frutos 4) Estimulan la división celular en el cambium 5) Inhiben el desarrollo de brotes laterales 6) Inhiben la formación de regiones de corte, impidiendo la caída de las hojas. Algunas de las principales son: auxinas de indol, etileno, cininas, giberelinas y ácido abscísico. 45  Guía Metodológica de Biología Celular Auxinas: están presentes en pequeñísimas cantidades, aún en tejidos de crecimiento activo. El ácido indolacético la auxina natural primaria, es rápidamente metabolizado por oxidasas de ácido indolacético. Esta enzima es inhibida por ciertos ortodifenoles. El ácido indolacético es sintetizado a partir del triptófano, la auxina es transportada por el tallo hacia abajo con velocidad que varía de 0.5 a 1.5 cm por hora. La auxina sintética es un potente estimulador del metabolismo vegetal, pero es mal transportado por el tallo y no produce crecimiento correlacionado como lo hace el ácido indolacético. La concentración de auxina que produce óptimo crecimiento de los tallos es mucho más elevada que la concentración requerida para crecimiento óptimo de raíces o yemas. Así mismo se ve influida la inclinación del retoño de una planta como respuesta a la luz, o la inclinación de la raíz como respuesta a la fuerza de la gravedad y a la concentración de auxina. La abscisión o caída de hojas, flores, frutos y tallos de la planta progenitora es otro proceso controlado por la auxina. Pueden considerarse como la más importante de las hormonas vegetales, porque ejerce efectos más notables en correlacionar el crecimiento y la diferenciación; y junto con otros mensajeros químicos provoca la diferenciación de las diferentes células vegetales en un verdadero organismo. Figura 1.30. Componentes de las semillas (cebada). Recuperado de: http://www.euita.upv.es/varios/biologia/temas/tema_17.htm 46  Guía Metodológica de Biología Celular Etileno: es un componente gaseoso identificado por la aceleración de la maduración de frutas expuestas a escapes accidentales de gas de combustión. El etileno es un compuesto vegetal natural producido por las frutas maduras, que actúa como hormona vegetal. Las frutas maduras producen etileno que estimula la maduración de las frutas vecinas. La maduración prematura de la fruta en un almacén puede evitarse con ventilación para suprimir el etileno, e incrementando el contenido de bióxido de carbono en el aire, pues el bióxido de carbono contrarresta el efecto del etileno. Giberelina: aumentan la longitud del tallo en algunas especies de plantas y el tamaño de los frutos en otras. Las semillas de trigo, avena, cebada y otros cereales constan de dos partes el embrión y el endospermo. Las células de almacenamiento del endospermo parecen muertas, pero están rodeadas de aleurona, cubierta de células vivas formada por tres capas. Durante la germinación, el almidón de las células de almacenamiento es hidrolizado por alfa-amilasa secretada por la capa de aleurona; pero el embrión debe estar presente para que la capa de aleurona secrete alfa- amilasa. La giberelina, mensajero químico secretado por el embrión, activa las células de la capa de aleurona, produciendo y secretando alfa-amilasa. La giberelina, mensajero químico secretado por el embrión, activa las células de la capa de aleurona, produciendo y secretando alfa-amilasa. También activan otras enzimas que se disocian del material en las células de las cubiertas de las semillas, debilitándolas hasta el punto de que el embrión en crecimiento puede romperlas y salir. La formación de enzimas proteolíticas en la capa de aleurona del endospermo es estimulada también por la giberelina. La resultante hidrólisis de proteínas libera triptófano, precursor del ácido indolacético en la punta del coleoptilo del embrión joven. Citocininas: estimulan el crecimiento de células en cultivo de tejido o cultivo de órgano, y ejerce un marcado efecto en el incremento de la velocidad de la división celular. 1.2.4.9 Raíz y sus funciones La función principal es fijar el vegetal al suelo y mantenerlo en posición vertical, para ello la raíz se subdivide repetidamente por el suelo. La superficie total de la raíz es superior a la del tallo. 47  Guía Metodológica de Biología Celular La segunda función de la raíz es la absorción de agua y minerales del suelo y la conducción de estas substancias al tallo. En algunas plantas, las raíces tienen además función de almacenamiento, pues contienen grandes cantidades de alimento. La primera raíz formada por un brote joven se llama raíz primaria; sus ramas se llaman raíces secundarias. Algunas especies poseen una sola raíz cilíndrica grande, que generalmente crece hacia abajo, y de la cual salen muchas raicillas secundarias mucho menores. Otras especies tienen raíces difusas, un sistema de muchas raíces delgada, aproximadamente del mismo tamaño. Raíces adicionales que crecen del tallo o de la hoja o cualquier otra estructura distinta de la raíz primaria o una de sus ramas se denominan raíces adventicias. El meristemo apical de la punta de cada raíz está cubierto por la cofia protectora, en forma de dedal sobre la región embrionaria de crecimiento rápido. El punto de crecimiento también da lugar a nuevas células de la cofia. Inmediatamente detrás de ésta se encuentra la zona de alargamiento; en ella las células no se diferencian, sino que su longitud aumenta rápidamente por absorción de grandes cantidades de agua. El punto de crecimiento mide alrededor de 1 mm de largo y la zona de alargamiento de 3 a 5 mm; son ésas las únicas partes de la raíz que explican su alargamiento continuo. Encima de la zona de alargamiento se encuentra la zona de maduración, que se caracteriza por fuera por una cubierta aterciopelada de pelos radiculares blancuzcos. En esta zona se diferencian las células para dar lugar a los tejidos permanentes de la raíz. Cada pelo radicular es una inyección fina y alargada de una célula epidérmica. Cualquier Figura 1.31. Esquema del extremo de una raíz Joven. Izquierda, superficie de la raíz. Derecha, célula epidérmica puede absorber substancias, sección longitudinal de la raíz en su estructura interna. Biología. Villee C. A. 8ª Ed. Pág. 255 pero la superficie del pelo radicular es Considerablemente mayor y por tanto, gran parte del agua y los minerales son absorbidos por los 48  Guía Metodológica de Biología Celular pelos de la raíz. Los pelos radiculares, muy delgados, viven poco tiempo, se forman constantemente nuevos pelos inmediatamente por detrás de la zona de alargamiento, en tanto o los pelos más antiguos, situados en zonas más altas se marchitan y mueren al alargarse la raíz. Sólo se encuentran pelos radiculares sobre un pequeño segmento de la raíz de 1 a 6 cm. La superficie exterior, la epidermis, es una capa de células rectangulares, de pared delgada del espesor de una célula. Dentro de la epidermis se encuentra la corteza, amplia superficie compuesta de muchas capas de grandes células parenquimatosas casi esféricas, de paredes delgadas, con muchos espacios intercelulares entre ellas. Cuando las células de los pelos radiculares absorben agua su contenido se diluye más y su jugo celular se vuelve hipotónico con relación al de la célula adyacente de la corteza. 1.2.4.10 El tallo y sus funciones El tallo comienza como una yema embrionaria, el epicótilo, formada por una cubierta apical de células, el meristema apical, rodeado de varias hojas inmaduras, los primordios de hojas. El tallo se desarrolla de arriba abajo una célula formada por división del meristema apical ocupa una posición progresivamente más basal a medida que las células de la parte alta se dividen y añaden más células nuevas a la punta del tallo. Hay tres tejidos fundamentales en el tallo que va creciendo: el protoderma, que forma la epidermis; el meristema fundamental, que forma el parénquima de la médula y la corteza, y el procambium, que se diferencia en el xilema y el floema y en dicotiledóneas, en el cambium de los haces vasculares. Los tallos de las plantas en desarrollo constan de una serie lineal de nudos e internudos. Yemas y hojas están unidas al tallo en puntos específicos, los nudos y la parte del tallo entre nudos vecinos se denomina internado. El tallo que se desarrolla a partir del epicótilo al principio sólo contiene tejidos primarios: epidermis, corteza, xilema primario, floema primario, médula y rayos de médula, o rayos medulares llamados en conjunto el cuerpo primario. 49  Guía Metodológica de Biología Celular Figura 1.32. Corte transversal del tallo de dicotiledónea. Recuperado de: https://mmegias.webs.uvigo.es/descargas/o- v-tallo.pdf El tallo joven es relativamente blando, de color verde y cubre algunas de las mismas funciones que las hojas. Hay estomas en la epidermis y cloroplastos en las células inmediatamente por debajo de la epidermis. La epidermis funciona para evitar la evaporación del agua de los tejidos blandos de su interior, y generalmente es una sola capa de células cubierta con una cutícula impermeable compuesta de una substancia grasosa, cutina. El tallo, que en el árbol comprende el tronco, las ramas principales y las secundarias, es el eslabón de enlace entre las raíces por donde el agua y los minerales penetran a la planta y las hojas que elaboran el alimento. El tallo y sus ramas exponen las hojas de modo que cada una reciba la mayor cantidad de luz solar. Los tallos también soportan flores y frutos en posición adecuada para la reproducción. El tallo es origen de todas las hojas y flores que produce la planta. Algunos tallos tienen células que contienen clorofila y producen fotosíntesis; otros poseen células especializadas para almacenamiento de almidón y otros nutrientes. Los helechos y pastos son ejemplos de plantas con tallos subterráneos, llamados rizomas. Los tallos vegetales pueden ser herbáceos o leñosos. Los tallos herbáceos, blandos, verdes y delgados caracterizan las plantas llamadas anuales. Las plantas de tallo tierno y frágil, cuyo sostén se debe principalmente a presión de turgencia se llaman hierbas. 50  Guía Metodológica de Biología Celular Las plantas leñosas perennes son muy diferentes de las anuales y bienales herbáceas. Un árbol es una planta perenne de tallo leñoso que crece bastante antes de ramificarse y por lo tanto tiene tallo principal o tronco. 1.2.4.11 Las hojas y sus funciones Cada hoja es un órgano de nutrición especializado, cuyo papel es la fotosíntesis, proceso que requiere un suministro continuo de agua, energía radiante y bióxido de carbono. Las hojas son anchas y planas, para presentar la máxima superficie a la luz solar y para que sirva de intercambio de gases, oxígeno, bióxido de carbono y vapor de agua. La hoja de una planta dicotiledónea típica presenta un tallo, el pecíolo, que se fija sobre el tallo de la planta, y una lámina o limbo, ancho, que puede ser único o compuesto, de una o varias partes. El pecíolo puede ser corto y en ciertas especies falta por completo. Igual que en el corte transversal del tallo, vemos en el pecíolo haces vasculares que se corresponden por un extremo con los haces del tallo y por el otro con los de la nervadura principal de la hoja. Dentro del limbo, los haces vasculares se ramifican repetidamente para formar venas. Las venas de la hoja se ramifican repetidamente hasta formar una red muy fina, de modo que ninguna célula de mesófilo se encuentra muy alejada de una vena. Cada vena contiene tanto tejido de floema como de xilema. El xilema se encuentra al lado superior de la vena y el floema al inferior. En las venas más pequeñas sólo hay unos cuantos vasos de xilema y traqueidas y uno que otro tubo criboso de floema. Las hojas de muchas plantas desérticas son gruesas y carnosas, para el almacenamiento de agua. Algunas hojas, como las de la col, almacenan grandes cantidades de alimento. En otoño, la caída de las hojas se debe a cambios en el lugar donde el pecíolo se fija al tallo. Una estructura especial llamada capa de abscisión de células Figura 1.33. Izquierda, tallo con yemas y de pared delgada. cicatrices. Recuperado de: https://www.ecured.cu/Tallo 51  Guía Metodológica de Biología Celular Actividad de desarrollo: Elabora un Mapa Mental de los Tejidos que conforman los órganos vegetales. Utilizar alguna aplicación (gconor, freemind, etc.) para realizar tu mapa mental de tejidos que forman a los órganos vegetales. Este producto de aprendizaje se evaluará mediante una lista de cotejo que se encuentra en el manual de instrumentos de evaluación de Biología celular. 1.2.5 Fotosíntesis Todas las plantas verdes producen su propio alimento es decir son autosuficientes. Este alimento es la glucosa. Para la realización de la fotosíntesis es necesario que haya en la célula un organelo típicamente vegetal en forma de balón de fútbol americano de color verde, integrado por una membrana externa y otra interna que se organizan para constituir microestructuras en forma de monedas apiladas, una encima de otra, rodeadas de una sustancia rica en enzimas, llamada cloroplastos. Fig. 1.34. Tomada de: De Erice E. Biología la ciencia de la vida. 2012. 2ª. Ed. Pág. 132. 52  Guía Metodológica de Biología Celular Fig. 1.35. Tomada de: De Erice E. Biología la ciencia de la vida. 2012. 2ª. Ed. Pág. 133. La fotosíntesis es un proceso metabólico constituido por un conjunto de reacciones químicas por las que se transforma la energía luminosa en energía química. En otras palabras, la energía luminosa del Sol que reciben las plantas finalmente es transferida a la glucosa, en donde se almacena hasta que se requiere para transformarla en energía aprovechable para las funciones vitales de la planta. La materia prima o, mejor dicho, los reactivos necesarios para que se lleve a cabo la fotosíntesis son: Luz solar Bióxido de carbono (CO2), presente en el aire Agua, proveniente del suelo Clorofila, que es el pigmento que da el color verde a las plantas y se encuentra en los cloroplastos. Enzimas, contenidas en las células vegetales. 53  Guía Metodológica de Biología Celular Los productos finales obtenidos por la fotosíntesis son: Glucosa, que se almacena en la planta. Oxígeno, que se libera a la atmósfera. Actividad de cierre: reporte de la acticidad experiemental “comparación de tejidos y órganos vegetales”. Esta práctica la encontrarás en el manual de laboratorio de biología celular. 54  Guía Metodológica de Biología Celular BLOQUE II MOVIMIENTO, SOPORTE Y DEFENSA https://www.uv.es/hort/cuerpohumano/cuerpohumano.html 55  Guía Metodológica de Biología Celular BLOQUE II. MOVIMIENTO, SOPORTE Y DEFENSA 2. Tejido conectivo Introducción Al iniciar el estudio de los tejidos, y antes de comenzar su descripción detallada, debemos dejar establecido, que todos los tejidos corporales están compuestos por: Células, Matriz Extracelular y Líquido tisular, deberás poner atención en su forma, los componentes de la matriz extracelular, la formación y circulación del líquido tisular. Un tejido básico, puede definirse, como un agrupamiento de células con morfología semejante, cuyos productos especializados tienen una función especializada. Algunos tejidos sirven para mover las partes del cuerpo, otros llevan nutrientes a los órganos, protegen y sostienen el cuerpo o producen sustancias químicas, como enzimas y hormonas y su origen pude deberse a cualquiera de las tres hojas embrionarias: Ectodermo, Endodermo y Mesodermo. Fig. 2.1 Revista médica certificada por la WMA, ACSA, SEAFORMEC, HON. Zaira Salvador Embriología. Número de colegiada: 3185-CV La organogénesis es el conjunto de cambios que permiten que las capas embrionarias (ectodermo, mesodermo y endodermo) se transformen en los diferentes órganos que conforman un organismo. Debemos recordar, que antes de esto, ocurre la formación de órganos rudimentarios, quiere decir, la formación de órganos sin forma ni tamaño definido, por lo tanto la gastrulación, se forman las tres capas embrionarias (endodermo, ectodermo y mesodermo) que van a dar lugar a los distintos órganos del futuro bebé. Cada una de ellas originará distintos tejidos. 56  Guía Metodológica de Biología Celular La histogénesis estudia la formación de tejidos, es decir, el desarrollo desde las células no diferenciadas de una capa germinativa hasta células diferenciadas de un tejido de descripción, el Mesodermo capa celular intermedia, se derivan los huesos, el tejido conectivo, los músculos, la sangre, los tejidos linfáticos y vasculares, la pleura, el pericardio y el peritoneo. Algo de historia. La histología humana es la ciencia encargada del estudio de los tejidos humanos y se identifica a veces con lo que se ha llamado anatomía microscópica porque su estudio va más allá de los tejidos, por ello se relaciona con otras ciencias como la citología, bioquímica y genética. El desarrollo de histología como ciencia data desde el siglo V a C., cuando los filósofos describían empáticamente la conformación corporal de líquidos y humores. Años después el despliegue de la anatomía como ciencia y el desarrollo del microscopio óptico, lo que llevó a avances importantes en la histología con técnicas para preparar finos cortes de material biológico, a pesar del equipo sencillo los histólogos aprendieron una sorprendente cantidad de conocimientos sobre la estructura del material. Estudios como estos son los que hicieron a Virchow propusiera la teoría celular, que sostiene a la célula como unidad básica estructural de la mayor parte del material biológico. Un tejido es un grupo de células y de material circundante que trabajan en conjunto para cumplir una función determinada, por lo tanto, las células tienen características morfológicas similares describiéndose como tejidos dividiéndolos inicialmente en cuatro: Fig. 2.2 1.- Tejido epitelial o células que cubren superficies, cavidades corporales o forman glándulas sólidas como las glándulas salivales, tiroideas. 2.- Tejido conectivo o conjuntivo, cuyas células producen una matriz extracelular y sirven para unir o servir de soporte de otros tejidos especializados gracias a la formación de tendones, hueso o tejido adiposo, además almacenan energía y proporcionan defensa frente a infecciones. 3.- Tejido muscular o células con grandes propiedades contráctiles, producen la fuerza necesaria para permitir el movimiento en el organismo. 4.- Tejido nervioso en referencia a las células que forman el encéfalo, la médula espinal y los nervios. Reciben información del interior como el exterior del cuerpo y responden a ella generando impulsos eléctricos que la transmiten, contribuyendo a mantener la homeostasis. 57  Guía Metodológica de Biología Celular La diferencia principal entre estos tejidos está en el tipo de células que lo componen, la naturaleza y cantidad de la sustancia intercelular y la función que realizan Fig. 2.2 Diferentes tipos de Tejidos. Biolog.ia2.0 http://b-log-ia20.blogspot.com/2015/11/el-nivel-tisular.html La histología es una disciplina eminentemente descriptiva que se dedica a la observación de los diferentes tejidos mediante microscopios, tanto ópticos como electrónicos, entendiendo que los tejidos son una agrupación de células dispuestas en una organización específica. Imagen 1. Posted at — MSc. Belén Iglesias Ramírez — septiembre 30th, 2010 — 21:13 under General,Hombres de la Histología. Infomed https://es.wikipedia.org/wiki/Corte_histol%C3%B3gico 58  Guía Metodológica de Biología Celular Tejido conectivo (o conjuntivo) Es el tejido más abundante en el cuerpo, denominado de unión y sostén, ya que se relaciona con los tejidos epitelial y muscular a los que les confiere soporte y rellena los espacios entre las células y los órganos. También forma tubérculos y tabiques en el interior de los órganos para constituir el estroma. Dado que almacena lípidos como reserva nutritiva conteniendo mucopolisacáridos, almacena agua, electrolitos y proteínas. Sus células son poco diferenciadas y se encuentran en todas partes del cuerpo, encontrando tejidos específicos. El tejido conectivo pertenece a una familia de tejidos que se caracterizan por tener una matriz extracelular muy abundante, formada por proteínas con forma de hilo, que recibe el nombre de fibras que se depositan en un sustrato llamado matriz fundamental. La matriz extracelular es secretada por las células del tejido, y sus características, que pueden ser muy diferentes de unos a otros, son las que determinan las propiedades de cada tejido en particular. Ten en cuenta que los tejidos conectivos no se encuentran nunca en la superficie del cuerpo y la mayoría de ellos (excepto cartílago y tendones) poseen vasos sanguíneos. Todos excepto los cartílagos están inervados. Origen del Tejido Conectivo. Los diferentes tipos de tejido conectivo poseen distintos tipos celulares. Así, las células del tejido óseo que tienen capacidad de dividirse se denomina osteoblastos, mientras que cuando maduran se transforman en osteoclastos, ya que las células con capacidad de división que forman parte de los tejidos conectivos se identifican porque se denominan con el sufijo –blasto, que significa germen. Cuando maduran pierden su capacidad de reproducirse y de generar matriz. Para diferenciarlas se denominan con el sufijo –cito. Otro ejemplo. En el cartílago, las células jóvenes son los condroblastos y las maduras se llama condrocitos. En cambio, en los tejidos conectivos laxos y densos las células conservan permanente su capacidad de división y reciben el nombre de fibroblastos. Los tejidos conectivos se originan en el mesodermo. Estas células proliferan y se diferencias en células mesenquimatosas, que proliferan, maduran y producen algunos de los tipos celulares presentes en el tejido conectivo como se muestra en la fig. 2.3 59  Guía Metodológica de Biología Celular En la Figura A. Es una Fotomicrografía de intestino delgado mostrando algunas células como: (1) Son fibroblastos, (2) células plasmáticas, (3) linfocitos, (4) macrófagos En la Figura B. Esquema que muestra los tipos celulares que se encuentran en el tejido conectivo y que se derivan de las células mesenquimatosa. Fig. 2.3 Muestra dos imágenes que muestran el origen del Tejido conectivo. Fig. 2.3 Esquema que muestra algunos componentes del tejido conectivo. Células, sustancia fundamental y fibras Julio Sepúlveda Saavedra: Texto Atlas de Histología. Biología celular y tisular McGraw-Hill Education. wwwaccessmedicina.com 60  Guía Metodológica de Biología Celular Actividad de aprendizaje complementaria 2.1: De acuerdo a la imagen anterior realiza un cuadro comparativo. Identificando cada componente del tejido conjuntivo investigando en diferentes fuentes bibliográficas su función. Componente Función Adipocitos Mastocitos Fibrocitos Condrocitos osteocitos Macrófago Neutrófilo Linfocito Sustancia fundamental Fibra nerviosa Fibra de colágeno Fibra elástica Fibra reticular Función del Tejido conjuntivo Cuando se presenta una lesión en el epitelio, el tejido conectivo representa una barrera física contra la diseminación de microorganismos y la invasión de agentes patógenos, gracias a las propiedades de la sustancia fundamental. Los haces y redes de fibras, junto con las células inflamatorias, fagocíticas y productoras de anticuerpos, representan una barrera biológica de protección. Además, el tejido conectivo transporta nutrientes de los capilares sanguíneos a los diversos tejidos y, de manera inversa, moviliza también los productos de desecho del metabolismo hacia la sangre. 61  Guía Metodológica de Biología Celular Su función metabólica del tejido conjuntivo interviene en el transporte de los diferentes metabolitos, tanto sustancias nutritivas como de desecho, se almacenan sustancias, tales como lípidos, proteínas, electrolitos y agua. La sustancia lipídica provenientes de la sangre pasan al tejido adiposo, mientras que el agua es almacenada en la sustancia amorfa del tejido conjuntivo. Cuando se pierden los líquidos por cualquier vía, o no se recibe la cantidad suficiente, el organismo libera el que contiene de reserva, lo cual hace que el tejido subcutáneo sea más flácido; esto constituye un signo de deshidratación. Por el contrario, cuando hay retención de líquidos, los tejidos se vuelven tumefactos y aparece edema. En su función de defensa participan tanto la sustancia amorfa como las fibras y células del tejido conjuntivo. Intervienen las reacciones que se presentan en un proceso de defensa local contra agresiones sépticas o asépticas. En la reacción inflamatoria se incrementa el flujo sanguíneo y la permeabilidad capilar debido, en parte, a la liberación de histamina por las células cebadas, causante de los signos cardinales de la inflamación: rubor, calor, dolor y tumor (edema). En la histofisiología del tejido conjuntivo puede resumirse en tres funciones esenciales: 1. Mecánica: de la relación, sostén, relleno, fijación y movilidad. Sus elementos fibrilares confieren las propiedades de elasticidad, resistencia a la distensión y rigidez. 2. Metabólica: de transporte de metabolitos y almacenamiento de sustancias energéticas. 3. Defensiva: mediante el efecto de barrera de la sustancia amorfa, la reacción inflamatoria. Reacción inmunitaria humoral y la medida por célula, los procesos de macrofagia y la formación de tejidos de granulación Función de la Matriz extracelular. Esta Matriz rellena espacios entre células y les proporciona anclaje, constituye un ambiente nutritivo, metabólico y homeostático para la células, entre las que destacan la resistencia a las fuerzas de compresión por la sustancia fundamental y la resistencia a las fuerzas de tracción por las fibras de colágena proporcionando resistencia a tracción, abundante en tendones y ligamentos; dando elasticidad a los tejidos a partir de las moléculas de elastina y reticular organizándose en mallas o redes como se observa en la fig. 2.4. 62  Guía Metodológica de Biología Celular Fig. 2.4 Esquema que muestra los componentes de la matriz extracelular. Julio Sepúlveda Saavedra: Texto Atlas de Histología. Biología celular y tisular McGraw-Hill Education. wwwaccessmedicina.com La matriz extracelular responsable de las propiedades mecánicas, estructura y bioquímica de los distintos tipos de tejidos conectivos 2.1 Tejido Conjuntivo embrionario. Se da ese nombre al que presentan embrión y feto. Son células poco diferenciadas y tienen un origen mesodérmico, poseen sustancias intercelulares y fibrosos conectivas, vasos sanguíneos y linfáticos, son de forma irregular y tienen un alto nivel de regeneración además de poseer terminaciones nerviosas esta se divide en mesénquima y mucoso. 2.1.1 Mesénquima Este Tejido embrionario será el que da lugar a todos los tejidos conectivos, da soporte y aparece en las primeras etapas del desarrollo del embrión. Durante los primeros semas del desarrollo las células no están inmersas en la sustancia intercelular amorfa, únicamente en líquido tisular llena los espacios intercelulares como se muestra en la fig. 2.4. Además, se les considera pertenecientes a la población de