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Niveles de organización
de la materia viva
SUMARIO
1. Niveles de organización
2. Nivel de organizzación celullar
3. Orga
anizzacció
ón un
niccelu
ula
ar
y plu
uricelular
4. La célula animal
5. La célula vegetal
TÉCNICAS DE TRABAJO
Utilización de la lupa binocular
ACTIVIDADES FINALES
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Niveles de organización de la materia viva
1•• Niveles de organización
En los seres vivos, la materia se organiza en diferentes niveles de complejidad,
desde el más simple, como un electrón, al más complejo, como el ser humano.
Estos niveles de organización se estructuran de manera que cada nivel
incluye a todos los inferiores a dicho nivel; por ejemplo, los órganos incluyen a
los tejidos, y estos, a las células.
Los diferentes niveles de organización de la materia viva se establecen según
su complejidad, es decir, según su tamaño y estructura y según la función que
desarrolla cada nivel.
Los niveles de organización presentan las siguientes propiedades:
– Cada nivel de organización superior incluye menos unidades que el nivel
inferior. (Ejemplo 1)
– Cada nivel superior posee una estructura más compleja que los niveles inferiores. (Ejemplo 2)
– Cada nivel superior requiere de un aporte de energía mucho mayor para
funcionar que cualquier nivel inferior.
– Los niveles subatómico, atómico y molecular se consideran abióticos, es
decir, que no tienen vida.
Ejemplo
1
El nivel celular incluye millones de partículas subatómicas, átomos y moléculas.
El nivel tisularr (tejidos) incluye cientos de células en cada representante. Por ejemplo,
el tejido óseo, como puedes observar en la siguiente imagen.
Ejemplo
2
Una molécula de proteína está formada por uniones de aminoácidos. Estos, a su vez,
están constituidos por uniones de átomos, como el átomo de carbono, hidrógeno y el
de oxígeno. Los átomos se forman por la unión de partículas subatómicas.
aminoácido
H
O
H
H
H
C
N
C
C
N
C
O
C
H
H
aminoácido
proteína
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Organismo
Entidad biológica capaz de
reproducirse o de transferir
material genético.
Aparatos y sistemas
Dos o más órganos trabajan juntos
para una función corporal específica,
constituyendo los aparatos y sistemas.
Órganos
Los tejidos se agrupan
formando unidades funcionales:
los órganos.
Tisular
Las células se asocian en
tejidos para llevar a cabo
una función específica.
Celular
La célula es la unidad de vida más pequeña.
Es la estructura viva más sencilla capaz de llevar
a cabo las funciones vitales.
Molecular
Varios átomos forman una molécula.
Las moléculas orgánicas que componen
los seres vivos son las biomoléculas.
Atómico
Los átomos son
la materia fundamental que
compone el universo.
Subatómico
Integrado por las
partículas subatómicas, tales como
electrones, protones y neutrones.
Actividades
1. ¿Cuántos niveles de organización hay en los seres vivos por debajo del nivel celular?
¿Cuáles son?
2. Describe qué relación hay entre el nivel celular y el tisular.
3. Ordena las siguientes estructuras en niveles de organización de menor a mayor complejidad: tejido, tortuga, átomo, órgano, célula, molécula y aparato digestivo.
4. Explica qué es una biomolécula. ¿En qué nivel de organización se sitúa?
5. Escribe en tu cuaderno una oración utilizando las siguientes palabras: aparato, tejido,
célula y órgano.
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Niveles de organización de la materia viva
2•• Nivel de organización celular
Robert Hooke
Todos los seres vivos, desde el más grande hasta el más pequeño, están constituidos por una o más células.
La célula es la unidad más pequeña que tiene vida propia. Es la unidad
estructural y funcional de los seres vivos.
2.1• Organización de la célula
Una bacteria, un glóbulo rojo, la célula de una hoja vegetal o una neurona son
células diferentes, pero todas tienen estructuras similares, es decir, tienen una
organización común, que se describe en la siguiente imagen.
La membrana plasmática
es una lámina delgada y
deformable que envuelve
la célula. Permite el
intercambio de algunas
sustancias con el medio
externo.
En 1665, Robert Hooke, mientras examinaba una fina lámina de corcho,
observó unos pequeños agujeros que
llamó células.
El citoplasma es la región
celular situada entre la
membrana plasmática y el
núcleo (cuando existe). En su
interior hay una parte líquida,
donde ocurren las reacciones
químicas, y una parte sólida,
que le da consistencia y
forma. En el citoplasma flotan
unas estructuras, llamadas
orgánulos, con funciones
especializadas.
Tamaño de las células
El tamaño de las células animales es
muy variado. Por ejemplo, un glóbulo
rojo mide 7 micras, un espermatozoide
50 micras y un óvulo 150 micras. Algunas miden incluso más. Si dividimos una
longitud de 1 metro en un millón de
partes, las células animales miden solo
entre 7 y 150 partes.
Las células vegetales miden de 60 a
80 micras.
El material genético es
una molécula de ADN (ácido
desoxirribonucleico) que regula y
controla el funcionamiento celular.
Además, contiene la información
hereditaria que pasa de una célula
a sus células hijas.
Actividades
6. ¿Qué significa que la célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos?
7. ¿Qué son los orgánulos celulares y dónde se localizan?
8. Elabora una tabla con las principales estructuras de la célula e indica, en cada caso, sus
características y su función.
9. Las células no aparecen por “generación espontánea”, sino que se acepta que toda
célula procede, por división, de otra célula preexistente. ¿Qué molécula celular interviene
en el mecanismo de la herencia entre las células?
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2.2• Células eucariotas y células procariotas
Todas las células tienen unas estructuras comunes. Sin embargo, la organización celular no es igual en todas ellas. Por ejemplo, el material genético puede
estar libre en el citoplasma o localizarse dentro del núcleo de la célula.
Las células eucariotas tienen el material genético en el interior de un
compartimento llamado núcleo, que está delimitado por una doble membrana.
Las células procariotas tienen el material genético disperso por el
citoplasma.
Organismos eucariotas y procariotas
Los protozoos, las algas, los hongos, las plantas y los animales tienen células eucariotas.
Las bacterias son células procariotas.
1.1
Protozoos.
1.2
Algas.
1.3
Hongos.
1.4
Plantas.
1.5
1.6
Animales.
Bacterias.
La organización celular es diferente en las células eucariotas y procariotas. En
la siguiente tabla se describen algunas diferencias.
Célula eucariota
Célula procariota
Las células vegetales tienen pared celular,
pero las células animales, no.
Todas tienen pared celular.
Tienen un núcleo rodeado por la membrana
nuclear.
No tienen núcleo.
Contienen orgánulos en el citoplasma:
mitocondrias, aparato de Golgi, retículo
endoplásmico, etc.
Contienen solo orgánulos sin membrana.
El material genético está encerrado en el
núcleo. Además, está organizado en forma
de cromosomas.
El material genético está libre en el
citoplasma.
1.7
Actividades
La célula procariota carece de núcleo
celular.
10. Copia y completa en tu cuaderno las frases siguientes.
a) Si el núcleo está separado del citoplasma por una membrana, decimos que son células
____;
■ si no existe membrana nuclear, las células se llaman ____.
■
b) El ____
■ está organizado en forma de ____.
■
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Niveles de organización de la materia viva
3•• Organización unicelular
y pluricelular
Bacteria
Levadura
Los organismos se pueden clasificar en dos tipos, según el número de células
que los forman.
Los organismos unicelulares están formados por una sola célula, la
cual lleva a cabo todas las funciones del organismo.
Alga unicelular
Protozoo
Los organismos unicelulares o microorganismos suelen ser de tamaño muy
pequeño, tanto que solo son visibles al microscopio. Los más pequeños, como
algunas bacterias, miden menos de una milésima de milímetro de longitud,
mientras que los más grandes, como los paramecios, no superan las dos décimas de milímetro de longitud.
A veces, los microorganismos se asocian y forman colonias en las que cada
célula continúa realizando individualmente todas las funciones vitales.
Los organismos pluricelulares están formados por muchas células, que
se diferencian y se especializan para llevar a cabo funciones determinadas.
Todas juntas cooperan para que el organismo en conjunto realice todas sus
funciones.
1.8
Organismos unicelulares.
La diferenciación celular es el proceso por el cual las células cambian de
forma o función.
Los organismos pluricelulares son más grandes que los unicelulares, de manera
que la mayoría pueden verse a simple vista.
Animal
¿Sabías que las células también se alimentan?
Algunas células fabrican los nutrientes que necesitan a partir de moléculas pequeñas. Son
las células autótrofas.
Los organismos unicelulares autótrofos (como algunas algas) toman las moléculas directamente del suelo o del aire. Los organismos autótrofos pluricelulares (como las plantas)
tienen estructuras en su cuerpo que toman las moléculas del exterior, que después son
distribuidas a todas las células.
Las células que no fabrican sus nutrientes son las células heterótrofas. Todas las células
animales son heterótrofas.
Hongo
Plantta
Actividades
1.9
Organismos pluricelulares.
11. ¿Los organismos unicelulares pueden tener células diferenciadas como los organismos
pluricelulares? ¿Por qué? Escribe la respuesta en tu cuaderno.
12. Elabora una tabla con las diferencias que hay entre los organismos unicelulares y los
pluricelulares, teniendo en cuenta los siguientes aspectos: número de células, tamaño del
organismo y especialización celular.
13. Menciona algunos organismos pluricelulares autótrofos que conozcas.
14. De los siguientes seres vivos, indica cuáles tienen nutrición autótrofa y cuáles nutrición
heterótrofa: seta, alga, musgo, nenúfar, mariposa, erizo de mar.
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4•• La célula animal
La célula animal es eucariota y heterótrofa. La mayoría de los orgánulos de la
célula animal tienen una membrana que les envuelve.
La organización de la célula animal es la siguiente:
–
–
–
–
Carece de pared celular.
Puede presentar diferente forma: poliédrica, esférica, cúbica, etc.
Tiene unos orgánulos exclusivos llamados lisosomas.
El núcleo suele ocupar una zona central.
Fíjate en la organización de la célula animal representada en esta figura.
La membrana
plasmática separa a la
célula de su entorno y
controla los intercambios
de sustancias.
Los ribosomas
producen las proteínas
a partir de los
aminóacidos.
El núcleo contiene
el material genético.
El aparato de Golgi
exporta proteínas
empaquetadas a
otros orgánulos.
La membrana
nuclear aisla el
contenido del núcleo
del resto de la célula.
En el retículo
endoplasmático
se fabrican los
lípidos y las
proteínas.
Los centriolos
intervienen en la
división de la célula.
Los lisosomas degradan
los materiales celulares
desechados que han sido
renovados por otros nuevos,
como las membranas de los
orgánulos.
Las mitocondrias producen
energía a partir de oxígeno y
ciertas moléculas.
¿Un robot ribosoma?
Una molécula diseñada en el laboratorio por investigadores británicos es capaz de realizar
las funciones de un ribosoma. Se trata de una máquina molecular (es decir, compuesta por
átomos) capaz de recoger y unir varios aminoácidos. (Figura 1.10).
Actividades
15. Indica en qué orgánulos celulares se sintetizan las proteínas, los lípidos y los glúcidos.
1.10
El anillo se desplaza a lo largo de la varilla y
recoge los aminoácidos con el brazo móvil.
16. Indica el nombre y la función de estos orgánulos celulares: aparato de Golgi, ribosomas, mitocondria y retículo endoplasmático.
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Niveles de organización de la materia viva
5•• La célula vegetal
La célula vegetal es eucariota y autótrofa.
La organización de la célula vegetal se diferencia de la organización de la célula
animal en estos aspectos:
– Tiene una pared exterior rígida, llamada pared celular, que envuelve a la
membrana plasmática.
– La forma de la célula vegetal suele ser poliédrica.
– La célula vegetal tiene unos orgánulos exclusivos: los cloroplastos. En ellos
ocurre la fotosíntesis.
– El núcleo de la célula vegetal suele estar situado en una zona lateral, debido
a la presencia de una vacuola que ocupa gran parte de la célula.
Observa la organización de la célula vegetal:
La pared celular mantiene
la forma de la célula, aporta
resistencia y permite algunos
intercambios de sustancias.
Los cloroplastos contienen
la clorofila necesaria para la
fotosíntesis.
El aparato de Golgi exporta
proteínas empaquetadas a
otros orgánulos.
La membrana
plasmática separa a la
célula de su entorno y
controla los intercambios
de sustancias.
Los centriolos
intervienen en la división
de la célula. Solo existen
en algunas células
vegetales.
Las mitocondrias
producen energía a
partir de oxígeno y
ciertas moléculas.
El núcleo contiene
el material genético.
En el retículo
endoplasmático se
fabrican los lípidos y
las proteínas.
Las vacuolas almacenan la
materia orgánica producida
durante la fotosíntesis.
Los ribosomas producen
las proteínas a partir de los
aminóacidos.
Actividades
17. ¿Qué orgánulos son exclusivos de la célula vegetal? ¿Por qué?
18. ¿Cuál es la estructura que mantiene la forma poliédrica de la célula vegetal?
19. ¿Qué función realizan las vacuolas?
20. Dibuja en tu cuaderno una célula vegetal y señala todas sus partes.
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Técnicas de trabajo
Utilización de la lupa binocular
Para poder observar en detalle los tejidos vivos, es necesario utilizar aparatos
con lentes de aumento, como el microscopio o la lupa binocular.
La lupa binocular es un instrumento óptico con un juego de lentes fijo, es decir,
con un único objetivo de aumento. Se denomina binocular porque tiene dos
oculares que pueden adaptarse a los ojos. La lupa nos permite observar estructuras macroscópicas, como una hoja vegetal o el moho del queso.
Placa de Petri
Las partes fundamentales de una lupa binocular son:
1
1
Oculares
2
Rueda de enfoque
3
Brazo vertical
4
Pinzas
5
Base
6
Objetivo
2
6
3
4
La placa de Petri es un recipiente
plano y redondo, de cristal o plástico.
Tiene una cubierta o tapa un poco
más grande, para colocarla encima
y cerrar el recipiente. Se utiliza en el
laboratorio para colocar muestras y
trabajar con ellas.
5
El procedimiento para observar una muestra con la lupa binocular es el
siguiente:
1. Preparación de la muestra, por ejemplo, adaptando su tamaño al de la placa
de Petri.
2. Depositamos en la placa de Petri la muestra que queremos observar.
3. Colocamos la placa de Petri con la muestra sobre la base de la lupa.
4. Ajustamos la separación entre los oculares a la distancia entre los ojos.
5. Enfocamos moviendo la rueda de enfoque, la cual sube o baja el objetivo, es
decir acerca o aleja el objetivo de la muestra.
6. Corregimos, si es necesario, la visión distinta de cada ojo girando el anillo
del ocular izquierdo.
Actividades
1. Siguiendo los pasos del procedimiento explicado en esta técnica, observa con una lupa
binocular una hoja vegetal.
Lupa y muestra preparada
para observación.
Describe y dibuja, en tu cuaderno, lo que has observado, anotando a cuántos aumentos
se ha realizado la observación.
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Niveles de organización de la materia viva
Actividades finales
Niveles de organización
0rganización unicelular y pluricelular
1. Completa en tu cuaderno el siguiente esquema de los niveles
de organización:
13. ¿En qué se diferencian los organismos unicelulares de los pluricelulares?
Subatómico
Atómico
•••••
14. Busca información y di el nombre de cinco seres unicelulares
y cinco pluricelulares. ¿Son autótrofos o heterótrofos?
15. ¿Se puede considerar una colonia como un organismo pluricelular? ¿Por qué?
2. Di a qué nivel de organización corresponde cada figura.
A
B
C
16. ¿Por qué a las bacterias se les considera organismos unicelulares, si nunca viven aisladas unas de otras?
D
La célula animal
17. En tu cuaderno, describe los orgánulos que están señalados
en esta célula.
1
3. ¿Qué significa abiótico? ¿Qué niveles de organización se consideran abióticos?
2
4. Ordena de menor a mayor los siguientes niveles de organización según sus necesidades de energía: tisular, organismo, celular,
atómico, subatómico y molecular.
5. Escribe los nombres de los niveles de organización que constituyen cada uno de los siguientes organismos o estructuras: bacteria, salmón, músculo, hígado.
3
6
5
4
Nivel de organización celular
6. ¿Quién observó por primera vez las células y les puso nombre?
7. Dibuja en tu cuaderno una célula y marca en ella las partes
principales que la caracterizan.
18. Indica qué función realiza cada uno de los orgánulos que has
marcado en la actividad anterior.
8. ¿Qué funciones realiza la membrana plasmática de las células?
19. Explica cómo se relacionan entre sí las funciones de algunos
orgánulos celulares.
9. La molécula de ADN es muy grande y compleja. Sin embargo,
la información hereditaria está contenida en solo cuatro pequeñas moléculas diferentes, que se repiten a lo largo de toda la
molécula de ADN. ¿Qué crees que hace diferentes los ADN de
distintos seres vivos?
20. Indica en qué se diferencian las células animales de las células
vegetales.
10. ¿En qué se diferencia una célula procariota de una eucariota?
Pon un ejemplo de cada una de ellas.
21. ¿Qué funciones realiza la célula vegetal que no puede hacer
la célula animal?
11. Elabora un cuadro comparativo con las diferencias que has
citado en la actividad anterior y complétalo con un dibujo de
cada tipo de célula.
22. Busca información sobre las moléculas que forman la pared
celular vegetal y las que forman la pared celular de las bacterias.
Después, elabora una tabla con las semejanzas y diferencias entre
ellas.
12. De la siguiente lista de seres vivos, indica cuáles son procariotas y cuáles eucariotas: alga, bacteria, planta, protozoo, hongo
y animal.
La célula vegetal
23. ¿Por qué el núcleo se encuentra situado hacia un lado en las
células vegetales?
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