1. Els éssers vius

CONTINGUTS

1. Els éssers vius

1.1. Nivells d’organització de la matèria viva

2. Les cèl·lules

2.1 La teoria cel·lular

2.2 Cèl·lules procariotes

2.3 Cèl·lules eucariotes : cèl·lules animals i cèl·lules vegetals

3. Funcions vitals

1. ELS ÉSSERS VIUS

Què és un ésser viu? Com podríem definir el què és un ésser viu? Quines característiques són les que ens fan diferenciar un ésser viu d’un inert o no viu?

És complexa la resposta que cal donar. Perquè no hi ha diferència a nivell de “matèria prima”…

Un ésser viu i un inert comparteixen la matèria primera, però l’organització d’aquesta matèria prima si és diferent.

Per una altra banda podríem definir els éssers vius per les característiques comunes atots ells: aleshores hauríem de definir un ésser viu com aquell que està format per cèl·lules i que realitza tres funcions vitals: es nodreix, es relaciona  i es reprodueix.

Els virus són acel·lulars (no estan formats per cèl·lules) i, per tant, es troben al límit entre la matèria viva i la inert.

1.1. NIVELLS D’ORGANITZACIÓ DE LA MATÈRIA

Els éssers vius , igual que els inerts estan constituïts per matèria. Aquesta matèria esta organitzada en diferents nivells, segons complexitat d’organització.

La diferència entre els éssers vius i la matèria inerta no està en la seva composició. Els àtoms del cos humà o dels organismes unicel·lulars són els mateixos que componen els planetes, les roques i les estrelles. En realitat, la diferència entre un ésser viu i un ésser no viu no està en els materials, sinó en com s’organitzen aquests materials.

Els nivells de complexitat de la matèria viva. Per a facilitar l’estudi de la matèria viva es diferencien vuit nivells d’organització, que són:

nivells-organitzacio-materia

Nivell subatòmic.

Compren les partícules subatòmiques, partícules molt i molt petites que ja no es poden dividir. Per exemple protons i electrons.

Nivell atòmic.

Compren els àtoms. Els àtoms formen tota la matèria viva i inert. Els diferents tipus d’àtoms donen lloc als elements (els que es troben a la taula periòdica). Els àtoms més abundants en la matèria viva són el carboni, l’hidrogen, l’oxigen i el nitrogen (a l’aula ho veieu escrit a la pissarra i crideu CHON!, segons les seves inicials. Ja està bé si us serveix per recordar aquests quatre elements: C, H, O i N).

L’àtom fonamental és el carboni, que pot establir una gran diversitat d’enllaços amb altres àtoms i també amb ell mateix. Aquesta plasticitat li permet formar llargues cadenes de carboni, amb ramificacions o, fins i tot, molècules cícliques.

Nivell molecular.

Compren les molècules, que són la unió de dos o més àtoms. Per exemple les molècules d’aigua, molècules de glucosa, diòxid de carboni, etc. També hi ha molècules grans i complexes, com ara l’hemoglobina.

Les molècules que formen part dels éssers vius se’n diuen biomolècules. N’hi ha dos tipus de biomolècules:

Biomolècules orgàniques , exclusivament de la matèria viva (només les trobem en els éssers vius), formades bàsicament per àtoms de C i H combinats generalment amb altres tipus d’àtoms com O, N, P, S. Són els glúcids, les proteïnes, els lípids i els àcids nucleics.

Biomolècules inorgàniques, els éssers vius en tenen però les podem trobar també formant part de la matèria no viva (com ara l’atmosfera, les roques, el mar…) i no estan constituïdes bàsicament per C. Són l’H2O, el CO2, l’O2, les sals minerals.

Els orgànuls cel·lulars també estan inclosos en el nivell molecular.

Nivell cel·lular.

Compren les cèl·lules. Per exemple els glòbuls vermells, les neurones, les cèl·lules de la pell, les cèl·lules del fetge, les cèl·lules musculars, etc…

Les cèl·lules estan formades per l’organització i l’ordenació de molècules formant estructures determinades. Per exemple, les membranes cel·lulars estan conformades per lípids, proteïnes i glúcids. Les cèl·lules són , doncs, un conjunt de moltes molècules molt ben ordenades i distribuïdes.

Hi ha cèl·lules que per si mateixes constitueixen un ésser viu. Són els éssers unicel·lulars.

Nivell pluricel·lular (orgànic).

Compren els teixits, els òrgans, els sistemes i els aparells. Per exemple el teixit conjuntiu, el ronyó, el sistema nerviós, l’aparell respiratori, etc.

Nivell de població.

Compren les poblacions és a dir els individus de la mateixa espècie que ocupen una mateixa àrea en un temps determinat. Per exemple la població de pardals que hi ha actualment en una determinada zona.

Nivell de comunitat o biocenosi:

El conjunt de poblacions que conviuen en un medi.

Nivell d’ecosistema.

Compren els ecosistemes, és a dir el conjunt de poblacions que hi ha en una determinada zona  (biocenosi) i les relacions que s’estableixen entre elles i entre elles i el medi ambient (biòtop).

El concepte de nivells d’organització implica que dins el Cosmos, tant en el món inert com en el món vivent, existeixen diversos nivell d’organització de la matèria; cada nivell inclou com a components tots els nivells inferiors (per exemple, un organisme pluricel·lular està constituït per cèl·lules formades per l’associació de molècules orgàniques que, al seu torn, es construeixen per la interacció d’àtoms, etc).

2. LA CÈL·LULA

És l’estructura viva més senzilla que es coneix, és a dir que és capaç de realitzar les tres funcions vitals, que són nodrir-se, relacionar-se i reproduir-se.

Tots els organismes vius estat constituïts per cèl·lules (una o moltes cèl·lules) Aquesta idea que ara ens sembla tan normal, no va poder ser coneguda fins al moment en què es construïren els primers microscopis (instruments que ens permeten observar les coses molt menudes), ja que la majoria de les cèl·lules són invisibles a l’ull humà.

El patró estructural bàsic de totes les cèl·lules és molt semblant. Totes estan formades per un material gelatinós, constituït sobretot per proteïnes i aigua, que s’anomena citoplasma. El citoplasma està envoltat per una membrana molt prima, la membrana citoplasmàtica.

Estructura de la membrana cel·lulari encara més sobre l’estructura de la membrana plasmàtica.

Transport cel·lular: entrada i sortida de substàncies a la cèl·lula

Animacions sobre el transport de membrana: difusió passiva, transport a través de canals, bomba de sodi/potassi

A l’interior del citoplasma hi ha la informació hereditària o material genètic (ADN), el qual pot estar també envoltat per una membrana; en aquest cas constitueix el nucli de la cèl·lula.

Les cèl·lules presenten una gran diversitat de formes: n’hi ha de forma fixa i de forma no definida que varia constantment. Les cèl·lules amb forma fixa poden ser rodones, el·líptiques, prismàtiques, etc. És a dir, no hi ha una forma cel·lular típica, i per simplificar, les representem més o menys el·líptiques amb un punt central que representa el nucli.

Quant a la mida de les cèl·lules, la diversitat encara és més gran. La majoria són massa petites per observar-les a ull nu, i per aquest motiu diem que són microscòpiques, és a dir, que només es poden veure amb un microscopi.

Les cèl·lules més petites tenen una mida mitjana d’1 a 2 micròmetres  , i la majoria de les cèl·lules solen tenir diàmetres d’entre 5 i 30 micròmetres. Hi ha, però, excepcions importants, com en el cas d’algunes espècies de parameci (un protozou unicel·lular), que poden fer 500 micròmetres i que, per tant, es poden veure a ull nu; el rovell d’ou de gallina és una sola cèl·lula que fa de 2 a 3 cm de diàmetre, i algunes neurones (cèl·lules del teixit nerviós), tot i que tenen un gruix microscòpic, poden assolir quasi 4 m de llargària en animals molt grossos, com ara les balenes.

2.1. LA TEORIA CEL·LULAR


” vaig poder apreciar amb claredat que tot estava perforat i ple de porus , a l’igual que el rusc de les abelles, ……aquests porus o cèl·lules no eren molt profunds sinó que estaven formats per moltes caixetes, separades una a una al voltant d’un porus molt llarg

Micrographia (1665). Robert Hooke (1635-1702) va utilitzar per primer cop la paraula “cèl·lula”, per referir-se a petites cavitats invisibles del suro on hi havien viscuts cèl·lules.

La cèl·lula és la unitat de vida: és la unitat  vital, morfològica,  fisiològica i genètica de tots els éssers vius. La Teoria Cel·lular, formulada a finals del segle XIX, és el postulat que defineix aquest principi.

Arribar a aquestes conclusions no va ser treball fàcil, es va requerir de poc més de dos-cents anys i l’esforç i estudi de molts investigadors per a assolir-lo.  Entre ells podem esmentar a Robert Hooke, René Dutrochet, Theodor Schwann, Mathias Schleiden i Rudolph Virchow.

És important fer notar que l’estudi de la cèl·lula va ser possible gràcies al microscopi, el qual es va inventar entre els anys 1590 i 1650; alguns diuen que ho va inventar Gal·lileu cap al 1610, mentre que uns altres opinen que ho va fer Zaccharias Jannsen cap a 1590.

A Robert Hooke se l’esmenta perquè va ser el primer a utilitzar la paraula “cèl·lula”, quan feia observacions microscòpiques d’un tros de suro. El 1665 va publicar el seu llibre Micrographia en el qual hi exposava les seves observacions en un microscopi de la seva invenció.Entre d’altres coses que havia vist parlava d’uns petitíssims compartiments que havia trobat en una fina làmina de suro i que li recordaven les petites cel·les que construeixen les abelles en un rusc. Degut a això les va anomenar cèl·lules. Avui en dia sabem que el que Hooke va veure eren les parets cel·lulars del que havien estat cèl·lules vives quan formaven part de l’escorça de l’arbre.

En 1824, René Dutrochet va ser el primer a establir que la cèl·lula era la unitat bàsica de l’estructura, és a dir, que tots els organismes estan formats per cèl·lules.

El 1838, Mathias Schleiden un botànic d’origen alemany, arribava a la conclusió que tots els teixits vegetals estaven formats per cèl·lules. A l’any següent, altre alemany, el zoòleg Theodor Schwann va estendre les conclusions de Schleiden cap als animals i va proposar una base cel·lular per a tota forma de vida.
A partir dels postulats de Schleiden (1838) i de Schwann (1839) es va iniciar el desenvolupament de l’anomenada teoria cel·lular, quan se’n van enunciar clarament els dos primers principis:

1) Tots els éssers vius estan constituïts per una més cél.lules, o dit d’una altra manera: la cèl·lula es la unitat morfològica de tots els éssers vius.

2) La cèl·lula és capaç de dur a terme tots els processos metabòlics necessaris per mantenir-se amb vida, és a dir, la cèl·lula és la unitat fisiològica dels organismes.

En 1858, el  metge prussià  Virchow va corregir i ampliar la teoria cel·lular de Schwann i Schleiden, establint que les cèl·lules són la unitat fonamental de la vida i que les cèl·lules es formen només a partir d’altres cèl·lules:

3) Les cèl·lules tan sols poden sorgir a partir d’unes altres d’existents (que en llatí es va expressar amb la frase famosa: Omnis cellula ex cellula (tota cèl.lula prové d’una altra cèl.lula).

El 1902, Sutton i Boveri, autors de la teoria cromosòmica de l’herència van ampliar la teoria cel.lular amb un quart postulat:

4) La cèl·lula conté tota la informació sobre la síntesi de la seva estructura i el control del seu funcionament, i és capaç de transmetre-la als seus descendents, és a dir, la cèl·lula és la unitat genètica autònoma dels éssers vius.

Història de la Biologia cel·lular

2.2 CÈL·LULES PROCARIOTES

Són les cèl·lules que no tenen nucli, és a dir són les que presenten el seu ADN més o menys condensat en una regió del citoplasma però sense estar envoltat d’una membrana.

Només les trobem en dos grups de microorganismes: bacteris i cianobacteris.

Són cèl·lules molt senzilles, els seus orgànuls pràcticament només són els ribosomes, els mesosomes (uns orgànuls exclusius d’aquestes cèl·lules) i algunes també tenen uns flagels molt senzills. La principal característica és que no tenen membrana nuclear. En general són mes petites que les eucariotes, més primitives i no formen teixits especialitzats.

Tenen una membrana plasmàtica però a més a més tenen una paret cel·lular que no és de cel·lulosa sinó d’una altra substància anomenada mucopolisacàrid. Els únics orgànuls que té són els ribosomes, més petits però molt nombrosos, i la resta de funcions (respiració, algunes la fotosíntesi…) les fan en uns plecs de la membrana anomenats mesosomes.

A la membrana poden tenir cilis (molts filaments i curts) o flagells (pocs filaments i molt allargats) que els permeten el moviment.

2.3. CÈL·LULES EUCARIOTES

Són les cèl·lules que tenen nucli, és a dir son les que presenten el seu ADN rodejat d’una membrana.

Tenen estructura eucariota les cèl·lules dels animals, plantes, algues, fongs i protists (algues i protozous). La cèl·lula eucariota és la unitat estructural i funcional de tots els organismes pluricel·lulars.

La cèl·lula eucariota és capaç de realitzar les tres funcions vitals i es pot definir com una estructura biològica constituïda per tres parts :

La membrana citoplasmàtica

És el límit extern de la cèl·lula. Està formada per una capa contínua de lípids entre la qual hi ha diverses proteïnes. La seva funció principal és regular l’intercanvi de substàncies entre l’interior i l’exterior de la cèl·lula.

Aquesta membrana pot presentar unes prolongacions mòbils: els cilis i els flagels. Els cilis són curts i nombrosos, i el flagels, llargs i poc abundants. La seva funció és possibilitar el moviment de molts organismes unicel·lulars.

La membrana d’algunes cèl·lules, les anomenades ameboides, pot deformar-se transitòriament i emetre pseudòpodes, unes prolongacions arrodonides o filamentoses que els permeten desplaçar- se i capturar aliment.

Presenta formes i grandàries molt diferents. Generalment tenen una mida d’uns uns 0,020 mm, però algunes cèl·lules eucariotes com el rovell de l’ou de gallina, tenen més d’un centímetre de diàmetre.

El citoplasma

Constitueix la major part de la seva massa i és format bàsicament per aigua, un 70%, i proteïnes, d’un 15% a un 20%. Aquestes proteïnes componen el citosquelet cel·lular, una densa xarxa de filaments que confereix a la cèl·lula una forma estable.

El citoplasma conté també els orgànuls cel·lulars o citoplasmàtics. Gairebé totes les cèl·lules presenten reticle endoplasmàtic, aparell de Golgi, vacúols, mitocondris i ribosomes. Les cèl·lules vegetals també tenen cloroplasts, i les animals, centrosoma i lisosomes.

El nucli

A les cèl·lules eucariotes, el material hereditari (ADN) està separat del citoplasma per un embolcall membranós doble, amb porus, anomenat membrana nuclear. Durant la major part de la vida cel·lular, l’ADN és dins del nucli com una massa desorganitzada de filaments que rep el nom de cromatina. Durant la reproducció cel·lular, s’organitza i s’empaqueta per formar els cromosomes.

Dins del nucli s’observen un o dos corpuscles esfèrics, els nuclèols, on es produeixen els ribosomes.

Es diferencien dos tipus principals: cèl·lules animals i  cèl·lules vegetals.

CÈL·LULA EUCARIOTA ANIMAL I VEGETAL

Dins de la cèl·lula eucariota distingim entre una cèl·lula animal i una cèl·lula vegetal. Entre elles hi ha diferències estructurals (presenten orgànuls exclusius) ifuncionals ( la cèl·lula vegetal és autòtrofa, mentre que l’animal és heteròtrofa)http://www.cartage.org.lb/en/themes/sciences/zoology/animalphysiology/anatomy/Anatomy/animalcell.jpg

Cèl·lules animals

Són cèl·lules eucariotes molt més arrodonides que les vegetals perquè només estan delimitades per la membrana cel·lular.

El nucli ocupa normalment una posició central.

Dins del citoplasma s’observen molts orgànuls cel·lulars: el reticle endoplasmàtic, l’aparell de Golgi, els mitocondris (més nombrosos i més grans que els de les cèl·lules vegetals), els lisosomes (molt abundants), el centrosoma (exclusiu de les cèl·lules animals), els vacúols (més petits i menys nombrosos que a les cèl·lules vegetals i amb funcions diferents) i els ribosomes.

Les cèl·lules animals  no presenten cloroplasts ni vacúols.

Recordes quina és l’estructura d’una cèl·lula animal: Repàs als orgànuls de la cèl·lula animal

Abans de començar… què recordes del Regne Animal? Fes aquest test i repassa les característiques importants d’aquest regne.

El Regne Animal. Una web per repassar i aprendre sobre els invertebrats.

Los invertebrados.

Els invertebrats no artròpodes

Els invertebrats Artròpodes.

Vertebrats: Peixos i Amfibis.

Vertebrats: Rèptils i Aus

Vertebrats: Mamífers.

Cèl·lules vegetals.

Les cèl·lules vegetals són cèl·lules eucariotes que tenen la membrana citoplasmàtica envoltada per una capa de cel·lulosa anomenada paret cel·lular.

Aquesta segona coberta els dóna forma angulosa i una consistència més rígida. També presenten nombrosos cloroplasts, uns orgànuls de color verd degut al fet que contenen clorofil·la, amb els quals poden realitzar la fotosíntesi. La presència, a les cèl·lules adultes, de grans vacúols desplaça el nucli cap a un costat. A les cèl·lules joves, en canvi, el nucli conserva la posició central.

Les cèl·lules vegetals  no tenen ni cilis ni flagels, tampoc centrosoma.http://micro.magnet.fsu.edu/cells/plants/images/plantcell450.jpg

– Un repàs del regne vegetal. Comprova també que ho tens clar fent aquest test.

La cèl·lula vegetal. Activitat i animació per coneixèr l’estructrura i els orgànuls d’una cèl·lula vegetal.

– Les parts principals dels vegetals. Recorda com són els vegetals.

– Apunts molt complets sobre la morfologia dels vegetals i l’estructura de l’arrel, la tija i les fulles.

Superárboles del mundo!… Arbres dignes d’admiració.

3. LES FUNCIONS VITALS

Per viure, qualsevol organisme, sigui unicel·lular o pluricel·lular, ha de dur a terme un seguit de funcions que són la conseqüència de les que realitzen les cèl·lules. Aquestes funcions que realitza tot ésser viu (exclusivament) són les funcions vitals: nutrició, relació i reproducció:

La funció de nutrició:

És el conjunt de processos necessaris per captar la matèria i energia, necessària per a que l’organisme creixi, mantingui les seves estructures i desenvolupi tota activitat. Existeixen dos tipus de nutrició: autòtrofa i heteròtofa.

La funció de relació:

La relació és la  funció en virtut de la qual els éssers vius responen a estímuls del medi. La coordinació és la funció mitjançant la qual els éssers vius organitzen les respostes als estímuls que reben de l’exterior o del seu propi medi intern. Pot ser nerviosa o endocrina.

La funció de reproducció:

És la generació de nous individus. Hi ha dos tipus de reproducció, la reproducció asexual i la reproducció sexual.

5 thoughts on “1. Els éssers vius

  1. Míriam Redondo DíazMíriam Redondo Post author

    Hola Montse!

    Les següents unitats didàctiques de 2n ESO tracten de les funcions vitals (i pots accedir a elles des del menú de la barra lateral groga que hi ha a la part dreta de totes les pàgines). Pots trobar:
    2. La funció de nutrició
    2.1. Nutrició dels vegetals
    2.2. Nutrició dels animals
    3. La funció de reproducció
    3.1. Reproducció vegetal
    3.2. Reproducció animal
    4. La funció de relació

    Reply

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà Els camps necessaris estan marcats amb *