1

Universidad Nacional Autónoma de México

Colegio de Ciencias y Humanidades Plantel Sur

Biología I

“El Tamaño Celular”

Profesora: Rosa Margarita Pacheco Hernández

Camacho Pedraza Bruno Benjamín Ramírez Mendoza Jessica

Flores Méndez Fernanda Natividad

Grupo: 0331

El Tamaño Celular

Generalidades de la célula

Etimología: El concepto de célula (palabra procedente del latín cellŭla) posee tres grandes usos.

2

Definición: Por un lado, refiere al constituyente primordial de los seres vivos, el cual tiene la capacidad de reproducirse de manera independiente y que está compuesta por un citoplasma y un núcleo que se encuentran protegidos por una membrana.El citado citoplasma se caracteriza porque se encuentra entre las otras dos partes mencionadas, el núcleo y la membrana, porque está formado por los llamados organelos celulares (mitocondrias, cloroplastos, ribosomas, retículo endoplasmático, lisosomas…) y porque cuenta con tres funciones fundamentales.En concreto, esas tres citadas funciones son: la estructural porque no sólo es el que le da forma a la célula sino también la clave de sus movimientos; la nutritiva pues cuenta con sustancias que luego se transforman en energía; y la de almacenamiento pues guarda sustancias de reservaPor su parte, el segundo componente de la célula es el núcleo. Este determina que haya dos tipos claramente delimitados de aquellas. Así, por un lado, están las llamadas células eucariontes que son las que tienen un núcleo verdadero y separado del citoplasma; y por otro están las procariontes en las que los distintos elementos de aquel no sólo no están definidos sino que además se presentan mezclados con dicho citoplasma.Y finalmente, como hemos mencionado anteriormente, está la membrana que se caracteriza por ser semipermeable, dinámica y con capacidad para modificarse. Asimismo, hay que subrayar el hecho de que está formada por dos sustancias de tipo orgánico como son los lípidos y las proteínas.Entre las funciones más relevantes que tiene este tercer componente se encuentran el aislar y proteger a aquella de lo que es el exterior, el regular el paso de sustancias nutrientes a la célula y la salida de desechos, y finalmente, en relación con el anterior fin, el permitir o denegar el paso de sustancias.

Por otra parte, una célula es un conjunto de individuos que funciona con independencia dentro de una organización, ya sea de carácter político, terrorista, religioso o de otro tipo. Por citar un ejemplo que permita apreciar este significado: “Los responsables del atentado fueron tres hombres pertenecientes a una célula de Al Qaeda que opera en Europa”.Por último, la noción de célula también permite hacer mención a una celda o cavidad de proporciones pequeñas (como lo es, por mencionar un caso concreto, la célula de un monasterio).En el caso de las células de los organismos vivos, suelen tener dimensiones microscópicas. De acuerdo a la cantidad de células que posean, los seres vivos pueden ser clasificados como unicelulares (tienen sólo una célula) o pluricelulares (cuenta con muchas células, como los seres humanos, que tenemos cientos de billones).En 1839, Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann propusieron la teoría celular, que señala que todos los organismos están formados por células y que éstas derivan de otros precedentes. De esta manera, las funciones vitales emanan de la interacción entra las células, que incluso transmiten la información genética de generación en generación.

3

Puede diferenciarse, asimismo, entre dos grandes tipos de células: las procariotas (que no tienen un núcleo celular diferenciado, sino que su ADN se encuentra disperso en el citoplasma) y las eucariotas (presentan la información genética en un núcleo celular).

Tipos de células

Células Procariotas: su rasgo distintivo es la carencia de núcleo en su

interior. Es por esta razón que el ADN se encuentra disperso en distintas

regiones nucleares llamadas nucleoides. Éstos no poseen una membrana y

están rodeados del citoplasma. Además, este tipo de células no cuentan con

compartimientos internos y están comprendidos por una pared celular que

rodea a la membrana externamente. Las células procariotas son las más

antiguas de la tierra, y se estima que surgieron en el océano hace 3,5

millones de años. Células Eucariotas: en éstas el ADN se halla contenido dentro del núcleo.

Además, el interior de ellas cuenta con numerosos compartimientos tales como las mitocondrias, los cloroplastos, el aparato de Golgi, el retículo endoplasmático, etc.Las células eucariotas representan un progreso en la historia de los organismos vivientes, ya que su estructura compleja significó una evolución en este sentido. Algunos de los organismos que presentan estas células en su interior son: animales, plantas, hongos, etc.

A su vez, las células eucariotas se dividen de acuerdo a su origen en:

Célula animal: su característica principal es tanto la carencia de pared celular y cloroplastos, como también la pequeñez de sus vacuolas. Al no contar con una pared celular rígida, estas células son capaces de adoptar múltiples formas.

Por otra parte, las células animales tienen la capacidad de realizar la reproducción sexual donde los descendientes se asemejan a sus progenitores.

Célula vegetal: estas células, a diferencia de las animales,  cuentan con una pared celular rígida. Además, poseen cloroplastos, a través de los cuales se realiza la fotosíntesis. De esta manera, los organismos constituidos por estas células son autótrofos, es decir, capaces de producir su propio alimento. La célula vegetal se reproduce mediante una clase de reproducción denominada asexual, que origina células iguales a las progenitoras.

4

Célula Animal

5

Célula Vegetal

Línea del tiempo de la célula (historia de la conformación del concepto de célula).

6

Clasificación de las células (procariontes, eucariontes, animales, vegetales).

7

Vegetal Animal

Poseen cloroplastos para realizar la fotosíntesis

No poseen cloroplastos

Tienen pared celular o vegetal formada por células que recubre por fuera la membrana celular

Tienen membrana celular recubierta por carbohidratos

No tienen centriolos Tienen centriolos

Sus vacuolas son de gran tamaño Los lisosomas cumplen el papel de las vacuolas pero son más pequeñas

Forma más regular o primatica Formas más irregulares y variadas

Procariotas Eucariotas

No tienen núcleo definido Tiene núcleo definido por una membrana

Organización muy sencilla Células más complejas

Célula muy primitiva Célula mas evolucionada

Menos cantidad de organelos celulares Material genético esta en el núcleo dentro de los cromosomas

El ADN es único Mayor cantidad de organelos celulares

Menor tamaño Tienen varias moléculas de ADN

Es la estructura típica de las bacterias Mayor tamaño

Forman organismos del reino protista, fungí, vegetal y animal

Unidades de medición de las células.

Aunque su tamaño varia mucho, la mayor parte de las células son microscópicas. Por lo tanto, se requieren unidades muy pequeñas para medir a las células y sus estructuras internas. La unidad básica de medición lineal en el sistema métrico es el metro. El milímetro (mm) es un milésimo (1/1000) de metro. La unidad más

8

conveniente para medir las células es el micrómetro o micra (μm). Este equivale a un millonésimo (1/1 000 000) de metro o un milésimo (1/1 000) de milímetro, de modo que es imperceptible a simple vista. Aunque a muchas personas les resultaría difícil pensar en unidades demasiado pequeñas para ser observables a simple vista, tiene utilidad recordar que la relación del micrómetro con el milímetro es la misma que este ultimo tiene con el metro. Por pequeña que sea, el micrómetro es demasiado grande para medir muchas estructuras subcelulares.

Tabla con ejemplos de los diferentes tamaños celulares.

Celula Imagen TamañoOvulo 1.5 mm

Espermatozoide 5 ó 6 micras de largo y 2 ó 3 de

anchoNeurona 9 micras aprox.

Glóbulo Rojo 7 a 7.5 micras

¿Qué factores pueden alterar el tamaño de las células?

Dependen de la función que éstas deban realizar. Existen células de diferentes formas, por ejemplo: estrelladas (neuronas), con forma de esfera o bastones (bacterias), disco bicóncavas (eritrocito), etc. Pero mantienen su forma dependiendo de donde se encuentren dentro del organismo y la función que desempeñen.

9

Hay células de formas y tamaños muy variados. Algunas de las células bacterianas más pequeñas tienen forma cilíndrica de menos de una micra (1 micra es igual a una millonésima de metro). En el extremo opuesto se encuentran las células nerviosas, corpúsculos de forma compleja con numerosas prolongaciones delgadas que pueden alcanzar varios metros de longitud (las del cuello de la jirafa constituyen un ejemplo espectacular). Casi todas las células vegetales tienen entre 20 y 30 micras de longitud, forma poligonal y pared celular rígida. Las células de los tejidos animales suelen ser compactas, entre 10 y 20 micras de diámetro y con una membrana superficial deformable y casi siempre muy plegada.

Tensión Superficial: Las moléculas que se encuentran en la superficie de un líquido son atraídas hacia el seno del mismo por las moléculas interiores.

La fuerza resultante que actúa en un plano tangente a la superficie, por unidad de longitud, se denomina tensión superficial.

La tendencia de un líquido a introducirse dentro de poros diminutos y pequeñas aberturas recibe el nombre de capilaridad. La capilaridad se explica tomando en cuenta la cohesión de las moléculas y su adhesión con otras clases de moléculas.

El agua es el principal componente inorgánico de los seres vivos y constituye aproximadamente desde un 60 hasta un 95% de la materia global de los mismos. Esto la hace imprescindible para la vida en el Planeta Azul. Y tiene unas características físicas y químicas únicas que la hacen aún más preciada.

También podemos observar que el agua tiene elevada tensión superficial. La tensión superficial de un líquido es la resistencia que opone a la penetración de cuerpos en él. El agua tiene máxima tensión superficial de entre los líquidos.

Generalidades del microscopio

Etimología: La palabra “microscopio” esta formada con raíces griegas y significa “aparato para observar cosas pequeñas, que no son visible a simple vista”. Sus componentes léxicos son: micro (pequeño) y scopio (aparato para ver, observar).

Definición: El Microscopio es aquel instrumento diseñado especialmente para poder apreciar elementos muy, muy pequeños y que obviamente resultan prácticamente imperceptibles para la visión humana.

El tipo de microscopio más común que se creó fue el óptico, el cual consiste en una o varias lentes las cuales permiten obtener una imagen aumentada del objeto

10

y que funciona gracias a la refracción. Algunos otros tipos son: microscopio simple, compuesto, de fluorescencia, de luz ultravioleta, en campo oscuro, petrográfico, de contraste de fase, de luz polarizada, confocal, electrónico, electrónico de transmisión, electrónico de barrido, de iones de campo, de sonda de barrido, de fuerza atómica, de efecto túnel, virtual y antimateria.

Pero, en términos generales, cualquier microscopio se encuentra compuesto por los siguientes componentes: una fuente (como un haz de fotones o electrones), una muestra (sobre la cual actuará dicha fuente), un receptor (encargado de recibir la información proporcionada a través de la fuente y de la muestra) y un procesador de esta información (casi siempre un ordenador).

Historia del microscopio.

No se sabe a ciencia cierta cuando descubrió el hombre, por primera vez, que un objeto observado a través de un cristal de forma lenticular apareciera agrandado. Existen a este respecto testimonios antiquísimos, pero muy vagos. La historia del microscopio se inicio en el siglo XVI, con Benedetto Rucellai, quien escribe en uno de sus pequeños poemas las observaciones realizadas sobre abejas seccionadas con la ayuda de un espejo cóncavo.

El mundo microscópico permaneció oculto para el ser humano hasta la invención de un instrumento óptico realizado por Juan y Zacarías Jansen en 1590, lo que abrió las puertas a un mundo desconocido. Los hermanos Jansen descubrieron que al colocar dos lentes separados y mirar a través de ellos, los objetos observados aumentaban de tamaño. Sin embargo, las primeras publicaciones importantes en el campo de la microscopía aparecen en 1660 y 1665, cuando Marcello Malpighi

11

prueba la teoría de William Harvey sobre la circulación sanguínea al observar al microscopio los capilares sanguíneos y Robert Hooke publica su obra Micrographia.

Mas tarde el holandés Anton van Leeuwenhoek inventó un antepasado del microscopio (foto de la izquierda), al realizar las primeras observaciones de microorganismos en el agua de lluvia, sarro de dientes, sangre, semen, excrementos, etc., describiendo unos pequeños animales de gran diversidad. Leeuwenhoek, sin ninguna preparación científica, puede considerarse el fundador de la bacteriología. Tallaba él mismo sus lupas sobre pequeñas esferas de cristal, cuyos diámetros no alcanzaban el milímetro. Con estas pequeñas distancias focales alcanzaba los 275 aumentos. Observó los glóbulos de la sangre, las bacterias y los protozoos; examinó por primera vez los glóbulos rojos y descubrió que el semen contiene espermatozoides. Durante su vida no reveló sus métodos secretos y a su muerte, en 1723, 26 de sus aparatos fueron cedidos a la Royal Society de Londres.

Durante el siglo XVIII continuó el progreso y se lograron objetivos acromáticos por asociación devidrios flint y crown, obtenidos en 1740 por H. M. Hall y mejorados por John Dollond. De esta época son los estudios efectuados por Isaac Newton y Leonhard Euler.

Durante el siglo XIX el microscopio tuvo diversos adelantos mecánicos que aumentaron su estabilidad y su facilidad de uso, aunque no se desarrollaron por el momento mejoras ópticas. Las mejoras más importantes de la óptica surgieron en 1877, cuando Ernst Abbe publicó su teoría del microscopio y, por encargo de Carl Zeiss, mejoró la microscopía de inmersión sustituyendo el agua por aceite de cedro, lo que permite obtener aumentos de 2000.

A principios de los años 1930 se había alcanzado el límite teórico para los microscopios ópticos, no consiguiendo éstos aumentos superiores a 500X o 1000X. Sin embargo, existía un deseo científico de observar los detalles de estructuras celulares (núcleo, mitocondria, etc.).

El microscopio electrónico de transmisión (TEM) fue el primer tipo de microscopio electrónico desarrollado. Utiliza un haz de electrones en lugar de luz para enfocar la muestra consiguiendo aumentos de 100.000X. Fue desarrollado por Max Knoll y Ernst Ruska en Alemania en 1931. Posteriormente, en 1942 se desarrolla el microscopio electrónico de barrido (SEM).

Tipos de microscopios

12

Hay varios tipos de microscopios disponibles en el mercado. Seleccionar un tipo adecuado no es una tarea simple, ya que tienes la

necesidad de determinar para qué fin será utilizado exactamente. Abajo podrás ver los tipos de microscopios modernos para toda tarea

científica o de hobby.

Un microscopio compuesto es un aparato óptico hecho para agrandar objetos, consiste en un número

de lentes formando la imagen por lentes o una combinación de lentes posicionados cerca del objeto, proyectándolo hacia los lentes oculares u el ocular. El microscopio compuesto es el tipo de microscopio más

utilizado.

Un microscopio óptico, también llamado "microscopio liviano", es un tipo de microscopio

compuesto que utiliza una combinación de lentes agrandando las imágenes de pequeños objetos. Los

microscopios ópticos son antiguos y simples de utilizar y fabricar.

Un microscopio digital tiene una cámara CCD adjunta y esta conectada a un LCD, o a una pantalla de computadora. Un microscopio digital usualmente no tiene ocular para ver los objetos directamente. El tipo triocular de los microscopios digitales tienen la

posibilidad de montar una cámara, que será un microscopio USB.

A microscopio fluorescente o "microscopio epi-fluorescente" es un tipo especial de microscopio liviano, que en vez de tener un reflejo liviano y una absorción utiliza fluorescencia y fosforescencia para

ver las pruebas y sus propiedades.

Un microscopio electrónico es uno de los más avanzados e importantes tipos de microscopios con

la capacidad más alta de magnificación. En los microscopios de electrones los electrones son

utilizados para iluminar las partículas más pequeñas. El microscopio de electrón es una herramienta mucho

más poderosa en comparación a los comúnmente utilizados microscopios livianos.

13

Un microscopio estéreo, también llamado "microscopio de disección", utilice dos objetivos y dos

oculares que permiten ver un espécimen bajo ángulos por los ojos humanos formando una visión

óptica de tercera dimensión.

La mayoría de los microscopios livianos compuestos contienen las siguientes partes: lentes oculares,

brazo, base, iluminador, tablado, resolving nosepiece, lentes de objetivo y lentes condensadores. Detalles de las parte del microscopio.. Partes del microscopio

La cámara de microscopio es un aparato de video digital instalado en los microscopios livianos y

equipados con USB o un cable AV. Las cámaras de microscopio digitales son habitualmente buenas con

microscopios trioculares.

Microscopio Óptico.

Un microscopio óptico es un microscopio basado en lentes ópticos. También se le conoce comomicroscopio de luz, (que utiliza luz o "fotones") o microscopio de campo claro. El desarrollo de este aparato suele asociarse con los trabajos de Anton van Leeuwenhoek. Los microscopios de Leeuwenhoek constaban de una única lente pequeña y convexa, montada sobre una plancha, con un mecanismo para sujetar el material que se iba a examinar (la muestra o espécimen). Este uso de una única lente convexa se conoce como microscopio simple, en el que se incluye la lupa, entre otros aparatos ópticos.

Partes del microscopio óptico y sus funciones.

1 * Ocular: lente situada cerca del ojo del observador. Capta y amplía la imagen formada en los objetivos.

2 * Objetivo: lente situada en el revolver. Amplía la imagen, es un elemento vital que permite ver a través de los oculares.

3 * Condensador: lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparación.

4 * Diafragma: regula la cantidad de luz que llega al condensador.

5 * Foco: dirige los rayos luminosos hacia el condensador.

6* Tubo: es la cámara oscura que porta el ocular y los objetivos. Puede estar unida al brazo mediante una cremallera para permitir el enfoque.

14

7* Revólver: Es el sistema que porta los objetivos de diferentes aumentos, y que rota para poder utilizar uno u otro, alineándolos con el ocular.

8* Tornillos macro y micrométrico: Son tornillos de enfoque, mueven la platina o el tubo hacia arriba y hacia abajo. El macrométrico permite desplazamientos amplios para un enfoque inicial y el micrométrico permite desplazamientos muy cortos, para el enfoque más preciso. Pueden llevar incorporado un mando de bloqueo que fija la platina o el tubo a una determinada altura.

9* Platina: Es una plataforma horizontal con un orificio central, sobre el que se coloca la preparación, que permite el paso de los rayos procedentes de la fuente de iluminación situada por debajo. Dos pinzas sirven para retener el portaobjetos sobre la platina y un sistema de cremallera guiado por dos tornillos de desplazamiento permite mover la preparación de adelante hacia atrás o de izquierda a derecha y viceversa. Puede estar fija o unida al brazo por una cremallera para permitir el enfoque.

10* Brazo: Es la estructura que sujeta el tubo, la platina y los tornillos de enfoque asociados al tubo o a la platina. La unión con la base puede ser articulada o fija.

11* Base o pie: Es la parte inferior del microscopio que permite que éste se mantenga de pie.

Procedimiento que debe seguirse para medir células en el laboratorio.

Realización de medidas utilizando el microscopio óptico:

Para medir un objeto en un microscopio se utilizan dos reglas, una ocular y otra objetiva. La regla o micrómetro ocular es un disco de vidrio que se coloca por debajo de la lente ocular. Posee grabada una escala con 50 divisiones que deben ser calibradas, es decir, debe adjudicársele un valor en micras a cada una de sus divisiones, para cada uno de los objetivos del microscopio. Para ello se utiliza la regla objetiva, la cual es una escala grabada en un portaobjetos. Esta última posee 100 divisiones, cada una correspondiendo a 10 μm, por lo cual el largo total de esta regla es de 1mm. Comparando la regla ocular con la regla objetiva, se obtiene el valor de cada unidad arbitraria (UA) de la reglilla ocular, para cada aumento del microscopio.

Microscopía electrónica:

Los componentes estructurales de las células pueden observarse con alta resolución mediante microscopía electrónica. El microscopio electrónico resulta una herramienta indispensable a la hora de entender el contexto ultraestructural

15

en el cual ocurren los procesos celulares y subcelulares. Al estudiar los fundamentos de la microscopía óptica, expresamos el límite de resolución mediante la ecuación de Abbe (LR = 0.61λ/AN). De la misma se deduce que disminuyendo la longitud de onda se logra mejorar el límite de resolución de un microscopio. Una forma de lograr esto es utilizando un haz de electrones en lugar de luz como fuente de radiación. La longitud de onda de un haz de electrones dependerá de la velocidad de los mismos, a medida que su velocidad aumenta, disminuye la longitud de onda y pueden resolverse elementos más pequeños.

En un microscopio electrónico, un haz de electrones es acelerado en condiciones de vacío mediante diferencias de potencial que van desde 10.000 a 100.000 voltios. Por ejemplo a 60.000 voltios, la longitud de onda del haz de electrones será de 0.005 nm y el límite de resolución será de 0.003 nm, lo cual se localiza en la escala atómica. Este límite de resolución es sin embrago inalcanzable ya que las aberraciones esféricas de las lentes obligan a disminuir la apertura numérica de las mismas, por lo cual el límite de resolución real se encuentra entre 0.1-0.5 nm. El microscopio electrónico de transmisión consta básicamente de una columna hueca en cuyo extremo superior se localiza un filamento de tungsteno que actúa como fuente de electrones. El haz de electrones generado es enfocado por una serie de electroimanes que actúan como lentes condensadoras y objetivas. La muestra se coloca en un soporte que se introduce en el trayecto del haz de electrones. Si estos no se encuentran con materia durante su trayectoria, no serán dispersados y llegaran a impactar en una pantalla en la parte inferior de la columna, observándose una estructura brillante. Si en cambio, los electrones chocan con alguna estructura durante su trayectoria, serán dispersados, no impactarán en la pantalla y se observará una estructura oscura.

La dispersión de electrones al entrar en contacto con la muestra, dependerá de su estructura (densidad atómica de sus componentes y número de átomos por unidad de área). Dado que los átomos que componen la materia orgánica son en su mayoría de peso atómico bajo (C, H, O, N, etc), el material biológico posee poca capacidad de dispersión de electrones. Por ejemplo, con la técnica de rutina, para lograr un buen contraste, la muestra debe ser primero fijada (generalmente se emplea glutaraldehído y tetróxido de osmio), luego incluída en alguna resina, posteriormente cortada (corte ultrafinos de entre 40 y 70 nm) y por último teñida con metales pesados (acetato de uranilo o citrato de plomo) que le confieren mayor densidad a las estructuras celulares (este paso puede ser previo a la inclusión).

16

Bibliografía

“Definicion.De” http://definicion.de/celula/#ixzz2CCw6axIM

“Tiposde.org”

http://www.tiposde.org/ciencias-naturales/79-tipos-de-celula/

http://www.google.com.mx/imgres? num=10&hl=es&biw=1360&bih=552&tbm=isch&tbnid=w27y7Qh2mm2imM:&imgrefurl=http://www.botanica.cnba.uba.ar/Trabprac/Tp1/animal_vegetal.html&docid=92Q-2fURNHEJ3M&imgurl=http://www.botanica.cnba.uba.ar/Trabprac/Tp1/celula.gif&w=555&h=356&ei=_LipULnzMcrOrQHT2IGADg&zoom=1&iact=hc&vpx=316&vpy=259&dur=370&hovh=180&hovw=280&tx=119&ty=99&sig=104332965903492795324&page=1&tbnh=143&tbnw=217&start=0&ndsp=12&ved=1t:429,r:7,s:0,i:153

http://www.google.com.mx/imgres? num=10&hl=es&biw=1360&bih=552&tbm=isch&tbnid=qun9AJCnBbPD_M:&imgrefurl=http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/celula_vegetal.htm&docid=jxzLZZbxqnp58M&imgurl=http://www.profesorenlinea.cl/imagenciencias/celulavegetal01A.jpg&w=504&h=412&ei=GrqpULruBuTi2AW35YDoBQ&zoom=1&iact=hc&vpx=1069&vpy=47&dur=132&hovh=203&hovw=248&tx=139&ty=93&sig=104332965903492795324&page=1&tbnh=141&tbnw=172&start=0&ndsp=12&ved=1t:429,r:5,s:0,i:147

http://www.slideshare.net/santiago981028/generalidades-de- la-celula

http://luisito.obolog.com/tamano-celulas-limitado-113202

17

http://etimologias.dechile.net/?microscopio “Definición ABC”

http://www.definicionabc.com/ciencia/microscopio.php#ixzz2Ce089kqk

http://paseandohistoria.blogspot.mx/2011/01/historia-del-

microscopio.html http://www.tiposdemicroscopio.com/ http://es.wikipedia.org/wiki/Microscopio_%C3%B3ptico