6

El curs passat vas aprendre que els organismes oéssers vius són aquells que duen a terme les tresfuncions vitals, és a dir, les funcions de nutrició,de relació (entre ells i amb el medi) i de repro-ducció. També vas aprendre que, malgrat la grandiversitat d’organismes, tots els éssers vius sónconstituïts per una o més cèl·lules i que és l’acti-vitat de cada una de les cèl·lules el que determinaque un organisme funcioni correctament. Enaquesta unitat, aprofundiràs aquests conceptes.

Entendràs que la nutrició cel·lular és un in-tercanvi de matèria i energia amb al medi quel’envolta i que és una necessitat bàsica per al crei-xement, el manteniment de la vida i la reproduc-ció. Aprendràs que nutrició i alimentació no sónconceptes sinònims i que hi ha dos tipus dife-rents d’alimentació, segons que l’organisme si-gui capaç o no de produir matèria orgànica.Estudiaràs que la respiració consisteix en un in-tercanvi d’energia amb el medi i que la funció derelació es basa en la capacitat de les cèl·lules decaptar estímuls i generar respostes. Aprofundiràsen l’estudi de la reproducció com el procés méscaracterístic de l’activitat vital de les cèl·lules.

Analitzaràs la composició de la cèl·lula i veuràsque és una agrupació molt ordenada de moltessubstàncies diferents. Algunes substàncies quecomponen la cèl·lula formen part també de la ma-tèria no viva; d’altres, són exclusives de la ma-tèria viva, perquè només els éssers vius sóncapaços de sintetitzar-les. T’adonaràs quel’organització d’aquests components tédiversos graus de complexitat, des de lescèl·lules més simples dels bacteris fins ales cèl·lules complexes dels teixits espe-cialitzats de plantes i animals.

Unitat 1Unitat 1

7

Cèl·lula eucariota.

Orgànul cel·lular.

Cilis

Respiració cel·lular.

Divisió cel·lular.

Cèl·lula procariota.

PARAULES CLAUcèl·lulacèl·lula procariotacèl·lula eucariotaorgànul cel·lularalimentació autòtrofaalimentació heteròtrofarespiració cel·lularestímuldivisió cel·lular

La cèl·lula

OBJECTIUS DIDÀCTICS

1. Identificar la cèl·lula com a unitat estructural i funcional dels éssers vius.2. Adonar-se de la gran diversitat de formes i dimensions de les cèl·lules.3. Observar cèl·lules amb el microscopi.4. Identificar les estructures cel·lulars més importants –paret cel·lular, nucli, vacúols, clo-roplasts– i reconèixer el tipus de funció que realitzen.5. Distingir entre la cèl·lula procariota i la cèl·lula eucariota.6. Entendre les funcions cel·lulars: la nutrició, la relació i la reproducció.7. Diferenciar nutrició i alimentació.8. Conèixer l’alimentació autòtrofa o fotosíntesi i diferenciar-la de l’alimentació heteròtrofa.9. Entendre de quina manera les cèl·lules capten els estímuls del seu entorn i responen demanera conseqüent.10. Entendre la respiració cel·lular o aèria i diferenciar-la d’altres tipus de respiracions.11. Conèixer els principals tipus de divisió cel·lular amb relació a la reproducció de lacèl·lula. 12. Identificar l’estructura cel·lular dels organismes i relacionar el tipus de cèl·lules, la sevanutrició i el tipus de complexitat amb la classificació en cinc regnes dels éssers vius.

La cèl·lula

Les sals minerals són molt importants per als organismes iintervenen en processos químics específics. Les sals de calci, perexemple, constitueixen la part mineral de l’esquelet dels vertebrats;el ferro és l’últim responsable del transport d’oxigen per la sang,i el sodi és imprescindible en la transmissió de l’impuls nerviós.

Els components orgànics de la cèl·lula es classifiquen en qua-tre grups: glúcids, lípids, proteïnes i àcids nucleics. Tots sónmolècules amb un esquelet d’àtoms de carboni (àtoms de carbo-ni encadenats) al qual s’uneixen preferentment àtoms d’hidrogeni d’oxigen.

Els glúcids tenen dues funcions principals: l’energètica i l’es-tructural. Vegem-ne alguns exemples. La glucosa és la molèculabàsica d’on la cèl·lula obté l’energia necessària per al seu funcio-nament. El midó i el glicogen, que són macromolècules* forma-des per glucoses, són reserves energètiques per als vegetals i elsanimals, respectivament. La cel·lulosa, una altra macromolècu-la formada per glucoses, constitueix la paret cel·lular de les cèl·lu-les vegetals.

Els lípids formen un grup molt diversificat de substàncies isón molt importants per a la cèl·lula. Bàsicament tenen, com elsglúcids, una funció estructural o una funció energètica. La mem-brana de totes les cèl·lules és de naturalesa lipídica. Els olis delsvegetals o els greixos dels animals són lípids, i són substànciesmolt energètiques. Molts greixos formen estructures de protecciói d’aïllament tèrmic. Per exemple, alguns animals acumulen unagran quantitat de greix sota la pell per aïllar-se del fred.

8 9

Unitat 1Unitat 1

A C T I V I T A T S I N I C I A L S

1.1. La cèl·lula és una agrupació molt ordenada demoltes substàncies diferents. L’organització d’a-quests components té diversos graus de complexi-tat, des de les cèl·lules més simples dels bacterisfins a les cèl·lules complexes dels teixits especialit-zats de plantes i animals.

Et proposem una activitat inicial que t’ajudaràa entendre aquest concepte.

Avui vas a comprar amb un grup d’amics.Portes una bossa de plàstic ben grossa. A cada bo-tiga on vas, et donen el producte que has compratdins d’una bossa de plàstic de la mida adient al quehas comprat i tu la fiques en la teva bossa grossa.

a) Fes una llista amb totes les coses que comprariesal llarg de tot un dia d’anar a comprar.b) Quina funció creus que té la bossa de plàsticgrossa on poses totes les coses que has comprat? Iles bosses de plàstic més petites que t’han donat acada botiga?c)Tots els productes que has comprat serveixen peral mateix? Indica la funció de cadascun dels articlesque has comprat.d) Una vegada tingueu totes les respostes, comenteu-les entre diversos companys de la classe. S’assembleno no? Discutiu quina relació té aquesta activitat ini-cial amb una cèl·lula.

1. Els components de la cèl·lula

La cèl·lula és la unitat bàsica que constitueix tots els éssers vius. La cèl·lula és, al seu torn, una agrupació ordenada de

moltes substàncies diferents. Les substàncies quecomponen les cèl·lules són de dos grans tipus:orgàniques i inorgàniques. Les substàn-cies orgàniques són produïdes per les ma-teixes cèl·lules i constitueixen una quartapart de totes les substàncies que com-ponen la cèl·lula. Les substàncies in-orgàniques, com els minerals, les ro-ques i la hidrosfera representen, apro-ximadament, les tres quartes parts dela cèl·lula i es localitzen preferentmentfora dels éssers vius.

Els components inorgànics de lacèl·lula són l’aigua i les sals minerals.

L’aigua és la substància més abundantde la cèl·lula i, per tant, és el componentmés abundant dels éssers vius (constitueix, perexemple, un 62 % del pes del cos humà). L’aiguaactua com a dissolvent de la resta de components i és el medi on es desenvolupen totes les reaccions químiques de la cèl·lula.

L’home obté la matèria o substànciesorgàniques de la ingesta d’aliments.La llet i els derivats làctics, els ous, elpeix, la carn i els llegums són ali-ments rics en proteïnes. Les fruites iles verdures són aliments rics en vita-mines i minerals. El pa, les patates ila pasta són aliments rics en glúcids.Els productes carnis també tenen unelevat contingut de lípids.

Les sals minerals són subs-tàncies inorgàniques i es

troben fora dels éssers vius.

V O C A B U L A R I

Macromolècula. Molècula d’unesdimensions grans formada per enca-denaments atòmics covalents quepoden ser unidimensionals, bidi-mensionals o tridimensionals.

PARAULES CLAU

cèl·lula

2. L’estructura de la cèl·lula

2.1. Un patró bàsic

El patró bàsic de totes les cèl·lules és molt semblant. Totes són for-mades per un material gelatinós, constituït sobretot per proteïnesi aigua, anomenat citoplasma. Al voltant del citoplasma hi ha lamembrana citoplasmàtica, que és una capa de lípids i algunesproteïnes que aïlla la cèl·lula de l’exterior i regula l’intercanvi desubstàncies amb el medi extern. A l’interior del citoplasma hi hael material genètic (l’ADN) que pot estar més o menys dispers pelcentre o concentrat en una vesícula membranosa. En aquest casconstitueix el nucli de la cèl·lula.

2.2. Diversitat de formes i mides

Les cèl·lules presenten una gran diversitat de formes: n’hi ha de for-ma fixa i de forma no definida que varia constantment. Les cèl·lulesamb forma fixa poden ser rodones, el·líptiques, prismàtiques, etc.És a dir, no hi ha una «forma cèl·lular típica» i, per simplificar-les, lesdibuixem rodones amb un punt central que representa el nucli.

Respecte a la mida de les cèl·lules, la diversitat encara és mésgran. La majoria són massa petites per observar-les a ull nu, i peraquest motiu diem que són microscòpiques, és a dir, que es ne-cessita un microscopi per veure-les.

Les cèl·lules més petites tenen una mida mitjana d’1 a 2 mi-cròmetres (µm), i la majoria de les cèl·lules solen tenir diàmetresd’entre 5 i 30 µm. Hi ha, però, excepcions importants: és el casd’algunes espècies de parameci (una espècie de protozou), quepoden fer 500 µm i que, per tant, es poden veure a ull nu; del ro-vell d’ou de gallina, una cèl·lulaque fa de 2 a 3 cm de diàmetre,i d’algunes neurones (cèl·lulesdel teixit nerviós) que, tot i te-nir un gruix microscòpic, po-den assolir 4 m de llargària enanimals molt grossos, com arales balenes.

11

Les proteïnes també són substàncies molt importants i tenenfuncions molt diverses. Els anticossos són proteïnes que actuenen la defensa dels organismes davant de les infeccions. Els enzimscontrolen la velocitat de les reaccions químiques de la cèl·lula.L’hemoglobina dels glòbuls vermells de la sang és la proteïna queconté el ferro i, per tant, intervé en el procés de transport de l’o-xigen. La queratina és la substància que constitueix el pèl, les un-gles o les plomes.

Els àcids nucleics són les substàncies que dirigeixen el fun-cionament de les cèl·lules. N’hi ha de dos tipus: àcid desoxiribo-nucleic (ADN) i àcid ribonucleic (ARN). L’ADN és la molèculade l’herència i conté tota la informació corresponent a les fun-cions que ha de dur a terme la cèl·lula. L’ARN controla específi-cament la síntesi de les proteïnes de la cèl·lula.

10

Unitat 1Unitat 1

A C T I V I T A T S

1.2. Quins són els elements més abundants de la matèria viva? Enquines molècules es troben?

1.3. Quina és la molècula més abundant de la cèl·lula? Quina fun-ció duu a terme?

1.4. Què són els enzims? Quin tipus de substància són els enzims?

1.5. Quin tipus de molècula és l’ADN? Per què és tan important?

1.6. Què són el midó, el glicogen i la cel·lulosa? Què tenen encomú? En què es diferencien?

1.7. Quina és la funció de l’hemoglobina? Quin tipus de substàn-cia és?

1.8. Creus que tota la matèria que constitueix un ésser viu formapart també de les roques?

A l’esquerra: ADN (àcid desoxiribo-nucleic.A la dreta: ARN (àcid ribonucleic).

Els glòbuls vermells de la sang sóncèl·lules que contenen hemoglobina.

Membrana citoplasmàtica: s’hi observa la doble capa de lípids i lesproteïnes que la travessen.

Membrana

Citoplasma

Nucli

Les neurones són les cèl·lules que po-den assolir la llargària més gran.

2.3. Cèl·lules procariotes i cèl·lules eucariotes

Les cèl·lules dels organismes simples, com ara els bacteris i els ciano-bacteris, no tenen nucli. Són cèl·lules procariotes perquè, encaraque el material genètic que dirigeix les activitats cel·lulars ocupa unaposició central dins la cèl·lula, no està separat de la resta del citoplas-ma per cap embolcall. Les cèl·lules més evolucionades són euca-riotes perquè tenen un nucli vertader.

1312

Unitat 1Unitat 1

PER SABER-NE MÉS

Els bacterisEls bacteris són organismes que pertanyen al regne de les moneres.Són organismes unicel·lulars i procariotes. No tenen nucli vertader niorgànul cel·lular com ara els cloroplasts o els mitocondris; per tant, hande dur a terme la majoria dels processos vitals directament a través dela membrana exterior. Són molt resistents perquè són recoberts peruna paret cel·lular, de naturalesa diferent de la paret de les cèl·lules demolts organismes eucariotes. Aquesta paret cel·lular se situa per sobrede la membrana citoplasmàtica.

El microscopi òptic té tres parts: la part

mecànica, la part òptica i el sistema

d’il·luminació. La part mecànica consta

del peu (12) i el braç (7), que suporten

l’estructura, la platina (8), el tub (5), el

revòlver (6) i els comandaments o cargols

macromètric (9) i micromètric (10). La

part òptica és constituïda per les lents

d’augment: ocular (1) i els objectius (2).

El sistema d’il·luminació té com a finalitat

il·luminar la preparació i consta de dues

parts: la font de llum (4) (làmpada de

llum artificial o mirall per dirigir la llum

natural) i el condensador (3), que és una

lent que concentra la llum i que té un

diafragma (11) que es pot obrir i tancar

per regular la quantitat de llum que

arriba a la preparació.

A C T I V I T A T S

1.9. Intenta recordar:a) Quines parts del microscopi òptic augmenten la imatge de lapreparació?b) Quines parts serveixen per enfocar la imatge? c) Quines parts controlen la quantitat de llum?d) Si fem l’observació amb l’objectiu de 4x i l’ocular de 10x, quinés l’augment final?e) Hem observat una preparació amb 800 augments. Quin objec-tiu hem utilitzat si l’ocular és de 20x?

PARAULES CLAU

cèl·lula procariota

cèl·lula eucariota

1

5

6

7

8

9

10

12

2

3

114

PER SABER-NE MÉS

La microscòpiaL’examen dels objectes per mitjà del microscopi i elconjunt de mètodes utilitzats en la investigació permitjà del microscopi reben el nom de microscòpia.Més endavant, en aquesta unitat, et proposem unaactivitat experimental per recordar el funcionament

del microscopi òptic, que vas estudiar el curs passat.La unitat de mesura més utilitzada en microscòpia ésel micròmetre (µm).Un micròmetre és la milionèsima part d’un metre, ésa dir:1 m = 1 000 000 µm 1 mm = 1 000 µm

Estructura típica dels procariotes.En la imatge, un bacil.

Membranaplasmàtica

Material genètic

Paret cel·lular

Cocs. Bacils.

Espirils (blau). Vibrió.

3. La cèl·lula eucariota

Una bona part dels organismes unicel·lulars i tots els organismespluricel·lulars són constituïts per cèl·lules eucariotes.

3.1. La membrana citoplasmàtica

i les estructures associades

Com la cèl·lula procariota, la cèl·lula eucariota té una membranacitoplasmàtica que la limita de l’exterior. Aquesta membranacel·lular és formada per una capa contínua de lípids entre la qualhi ha diverses proteïnes que regulen l’intercanvi de substànciesentre l’interior i l’exterior de la cèl·lula.

Algunes cèl·lules eucariotes són mòbils perquè la seva membra-na citoplasmàtica presenta prolongacions, el moviment de les qualsés el responsable del moviment cel·lular. Són els cilis i els flagels.Els cilis són curts i nombrosos i els flagels, llargs i poc abundants.

La membrana d’algunes cèl·lules eucariotes pot deformar-setransitòriament per emetre unes prolongacions arrodonides o fi-lamentoses que els permeten desplaçar-se i capturar aliment. Sónels pseudòpodes.

3.2. El nucli

En les cèl·lules eucariotes, el material hereditari (ADN) està sepa-rat del citoplasma per un embolcall membranós doble, amb po-rus, anomenat membrana nuclear. Durant la major part de lavida cel·lular, l’ADN és dins del nucli com una massa desorganit-zada de filaments que rep el nom de cromatina. Durant la repro-ducció cel·lular, els filaments de cromatina s’enrotllen i s’empa-queten per formar els cromosomes.

Dins del nucli s’observen un o dos corpuscles* esfèrics, els nu-clèols, que contenen ARN.

15

2.4. Organismes unicel·lulars

i organismes pluricel·lulars

Tots els organismes es formen a partir d’una cèl·lula. N’hi hamolts que es mantenen com una sola cèl·lula des que comença laseva existència: són els organismes unicel·lulars. Altres organis-mes parteixen d’una cèl·lula inicial i es desenvolupen i formenagrupacions de cèl·lules, el nombre de les quals pot variar des d’u-nes quantes fins a molts milions: són els organismes pluricel·lu-lars. En molts d’aquests organismes pluricel·lulars hi ha cèl·lulesque s’especialitzen i constitueixen teixits* diferenciats. És el casdels vegetals i els animals.

14

Unitat 1Unitat 1

A C T I V I T A T S

1.10. Digues si és certa o no la frase següent: «Tots els éssers viussón constituïts per cèl·lules.»

1.11. Digues si els organismes següents són unicel·lulars o pluri-cel·lulars i si són constituïts per cèl·lules procariotes o cèl·lules eu-cariotes: bacteri del iogurt, gerani, musclo, cianobacteri, parameci.

1.12. Imagina’t que has d’esbrinar l’agent causant d’una infecció.Has fet cultius dels teixits del malalt i els has observat amb el mi-croscopi. Has pogut veure que les cèl·lules de l’agent patogen tenennucli. Sabent això, quins organismes pots dir amb seguretat que nosón els causants de la infecció?

La pell és una estructura pluricel·lular formada per diferents teixits.Esquema i imatge aconseguida amb un microscopi electrònic.

Fulla de lliri. S’hi observen les cèl·lu-les fotosintetitzadores (allargades) iels estomes per on es produeix l’inter-canvi de gasos durant la fotosíntesi.

Cilis: alguns éssers unicel·lulars tenen molts cilis a la seva membrana. El moviment d’aquests cilis permet que el microorganisme es pugui desplaçar en una o altra direcció.

Nucli de la cèl·lula eucariota. S’hi distingeixen la mem-brana nuclear (doble i amb porus), la cromatina i unnuclèol.

Durant la divisió cel·lular, la cèl·lula eucariota enrotlla lacromatina per formar els cromosomes; d’aquesta maneras’assegura un repartiment correcte del material hereditari.

V O C A B U L A R I

Teixit. Conjunt de cèl·lules d’un orga-nisme que tenen la mateixa funció.

V O C A B U L A R I

Corpuscle. Estructura cel·lular o his-tològica de dimensions molt petites.

Veiem un breu resum dels principals orgànuls cel·lu-lars.

– Els mitocondris són estructures allargades queestan delimitades per una membrana doble. La mem-brana interna està replegada en forma de crestes. Dinsdels mitocondris es produeix el procés de respiraciócèl·lular, a partir del qual la cèl·lula obté energia.

– Els vacúols són cavitats envoltades per una mem-brana, on s’acumula l’aigua i altres substàncies nutriti-ves. Poden actuar com a reserva de nutrients; però tam-bé poden intervenir en la digestió cel·lular si recullennutrients orgànics que cal digerir. En aquest cas s’ano-menen vacúols digestius. Els lisosomes aboquen dinsd’aquests vacúols els enzims per digerir els aliments.

– L’aparell de Golgi són un grup de sacs aplanats ivesícules acompanyants que s’encarreguen de la sínte-si i l’emmagatzematge de glúcids i altres substàncies.

– El reticle endoplasmàtic és un conjunt demembranes on poden estar fixats els ribosomes. Si téribosomes adherits, s’anomena reticle endoplasmà-tic rugós i funciona com a fàbrica i magatzem de pro-teïnes. Si no en té, s’anomena reticle endoplasmàticllis i sintetiza i emmagatzema lípids.

– Els ribosomes són partícules esfèriques forma-des per dues unitats petites. Estan dispersos pel cito-plasma o fixos a la part exterior de les membranes delreticle endoplasmàtic rugós. Són responsables direc-tes de la síntesi de proteïnes.

– Els lisosomes són orgànuls esfèrics envoltats peruna membrana molt gruixuda que evita la sortida delsenzims que contenen. Aquests enzims són els respon-sables de la digestió cel·lular. Els lisosomes són moltabundants en les cèl·lules dels animals. També sónpresents en alguns teixits vegetals, com les arrels, lescèl·lules dels quals no realitzen la fotosíntesi.

– Els cloroplasts són orgànuls de forma ovalada li-mitats per una membrana doble. Són típics de lescèl·lules dels vegetals. La membrana interna d’un clo-roplast està replegada i forma unes piles que contenenla clorofil·la. Aquest pigment, que capta l’energia llu-minosa, fa possible el procés de la fotosíntesi. Sovints’observen dins els cloroplasts grans de midó, que esprodueixen amb la fotosíntesi.

3.3. El citoplasma

El citoplasma de la cèl·lula eucariota constitueix la major part dela seva massa i és format bàsicament per aigua (un 70 %) i proteï-nes (d’un 15 % a un 20 %). Aquestes proteïnes constitueixen elcitosquelet cel·lular, una densa xarxa de filaments que conferei-xen a la cèl·lula una forma estable.

El citoplasma de la cèl·lula eucariota també conté els orgà-nuls cel·lulars. Són inclusions* (bossetes) especialitzades en unadeterminada funció cel·lular. La majoria dels orgànuls estan de-limitats per membranes de composició similar a la membrana ci-toplasmàtica. Cada tipus d’orgànul rep un nom concret.

3.4. Els orgànuls cel·lulars

Alguns orgànuls cel·lulars són presents en gairebé qualsevol tipusde cèl·lula eucariota. És el cas dels mitocondris, els vacúols, l’apa-rell de Golgi, el reticle endoplasmàtic i els ribosomes. D’altressón específics d’alguns tipus de cèl·lules. Així, les cèl·lules dels vege-tals contenen cloroplasts i una segona coberta, la paret cel·lular; lescèl·lules dels animals contenen un centrosoma i molts lisosomes.

16

Unitat 1Unitat 1

PARAULES CLAU

orgànul cel·lular

17

Fotografia d’un mitocondri obtinguda amb el mi-croscopi electrònic.

Fotografia de l’aparell de Golgi obtinguda amb elmicroscopi electrònic.

Reticle endoplasmàtic rugós: xarxa de membranes iribosomes adherits. Fotografia obtinguda amb elmicroscopi electrònic.

Fotografia d’un cloroplast obtinguda amb el micros-copi electrònic.

11

10

9

1

2

3

6

813

14

4

4 7

5

8

5

6

10

12 9

3

2

7

Elements de les cèl·lules eucariotes:paret cel·lular (1), membranaplasmàtica (2), mitocondris (3),vacúols (4), nucli (5), reticleendoplasmàtic (6), nuclèol (7),membrana nuclear (8), aparell deGolgi (9), ribosomes (10),cloroplasts (11), centrosoma (12),lisosomes (13), citosquelet (14).

V O C A B U L A R I

Inclusió. Cadascuna de les partícu-les,ben diferenciades,presents en elcitoplasma d’una cèl·lula eucariota.

3.5. La cèl·lula eucariota vegetal

i la cèl·lula eucariota animal

Com hem vist fins ara, hi ha una gran diversitat de cèl·lules. El tipus de cèl·lules que constitueix un organisme, entre altres crite-ris (tipus de nutrició, el fet que siguin unicel·lulars o pluricel·lu-lars, que puguin formar o no teixits especialitzats), s’utilitza perclassificar cada ésser viu en un dels cinc regnes* que es coneixen,que són els següents: moneres, protoctists, fongs, vegetals i ani-mals.

De totes maneres, el sistema de classificació antic, en el qualla majoria d’organismes es classificava en dos grans regnes, el reg-ne vegetal i el regne animal, ajuda a simplificar molt les coses.Així, podem parlar de l’existència de dos grans tipus de cèl·luleseucariotes: la cèl·lula eucariota vegetal i la cèl·lula eucariotaanimal.

19

– El centrosoma és un or-gànul present en les cèl·lulesdels animals i dels protozous.És constituït per dos tubs deproteïnes que estan disposatsperpendicularment i situats aprop del nucli. En el moment d’iniciar-se la divisió cel·lular, lacèl·lula fabrica un segon centrosoma. Els dos centrosomes resul-tants es col·loquen en pols oposats de la cèl·lula per fer el reparti-ment dels cromosomes.

– La paret cel·lular és una segona coberta, situada per sobrede la membrana citoplasmàtica, que tenen les cèl·lules de formafixa. Així, les cèl·lules dels vegetals i les algues tenen paret cel·lu-lar de cel·lulosa i les cèl·lules dels fongs tenen paret cel·lular dequitina. La paret cel·lular confereix una forma angulosa i mésconsistència a les cèl·lules que la posseeixen.

18

Unitat 1Unitat 1

A C T I V I T A T S

1.13. Quin tipus de molècula forma principalment la membranacel·lular? Justifica la resposta.

1.14. Què són els cromosomes?

1.15. Quina funció té el nucli de la cèl·lula? Què hi ha a l’interiordel nucli? Per què creus que la membrana nuclear té porus?

1.16. Ordena de menys a més complexitat els conceptes següents:molècula, orgànul cel·lular, teixit, cèl·lula i òrgan.

1.17. Relaciona els orgànuls de la cèl·lula amb la funció que duena terme:

1.18. Com diferenciaries amb el microscopi el reticle endoplasmà-tic llis del reticle endoplasmàtic rugós?

1.19. Els lisosomes tenen la membrana més gruixuda que la restad’orgànuls. Quina relació té aquesta estructura amb el fet que els li-sosomes continguin enzims digestius?

La funció dels centrosomes és la for-mació del citosquelet cel·lular i delfus mitòtic (conjunt de filaments,agent del repartiment dels cromoso-mes durant la mitosi de les cèl·lulesanimals).

Trets fonamentals dels éssers vius

RegnesTipus decèl·lula

AlimentacióNivell de

complexitatGrandària

Altres característiques

Exemples

Moneres ProcariotaHeteròtrofaAutòtrofa

Unicel·lulars Microorganismes

Reproducció per biparticióPoden formar colònies

Bacteris

Protoctists EucariotaHeteròtrofaAutòtrofa

Unicel·lulars Pluricel·lulars

Microorganismes

Organismes visibles aull nuReproducció per divisióAmb capacitat de moviment i sense

AlguesProtozous

Fongs Eucariota HeteròtrofaUnicel·lularsPluricel·lulars

MicroorganismesOrganismes visiblesa ull nu

Reproducció per gemmació, bipartició o esporulacióParet cel·lular amb quitina

LlevatsFloriduresFongs ambbolets

Vegetals Eucariota Autòtrofa Pluricel·lularsOrganismes visiblesa ull nu

Paret cel·lular ambcel·lulosaAmb teixits especialitzatsSense òrgans de loco-moció ni dels sentits

Plantes

Animals Eucariota Heteròtrofa Pluricel·lularsOrganismes visiblesa ull nu

Sense paret cel·lularAmb teixits especialitzatsAmb òrgans de locomoció i dels sentits

Animals

Nucli •

Mitocondri •

Membrana•

cel·lular

Cloroplast •

Vacúols •

• respiració cel·lular, producció d’energia

• fotosíntesi

• intercanvi de substàncies entre l’interiori l’exterior

• contenció del material hereditari (ADN)

• reserva i digestió

Fragment de la paret cel·lular vege-tal observat a través del microscopielectrònic.

V O C A B U L A R I

Regne. Cadascuna de les catego-ries més àmplies en què són agru-pats els éssers vius.

4. Les funcions cel·lulars

Per viure, qualsevol organisme, sigui unicel·lular o pluricel·lular,ha de dur a terme un seguit de funcions que són conseqüència deles que duen a terme les cèl·lules.

4.1. Les funcions de nutrició

La nutrició és el conjunt de processos per mitjà dels quals lacèl·lula obté l’energia i les substàncies necessàries per mantenir lesactivitats vitals i elaborar matèria pròpia. També és el procésque permet a la cèl·lula eliminar els productes de rebuig resul-tants de la seva activitat.

Els nutrients són les substàncies que la cèl·lula incorpora perdur a terme els processos de nutrició. Els principals nutrients po-den ser de naturalesa orgànica, com els glúcids, els lípids i les pro-teïnes, o de naturalesa inorgànica, com l’aigua, l’oxigen i el diò-xid de carboni.

L’alimentació

La manera d’obtenir les substàncies inorgàniques és similar per atot tipus de cèl·lula: les absorbeixen a través de la membrana ci-toplasmàtica. No passa el mateix, però, amb la matèria orgànica,que pot ser obtinguda de dues maneres diferents: per mitjà del’alimentació autòtrofa o per mitjà de l’alimentació heteròtrofa.

L’alimentació autòtrofa és típica dels cianobacteris, les al-gues i els vegetals. Aquests organismes obtenen la matèria orgàni-ca a partir de la matèria inorgànica, concretament del diòxid decarboni i l’aigua. El procés rep el nom de fotosíntesi perquè re-quereix la llum solar com a font d’energia perquè es desenvolupi.En el cas dels éssers vius constituïts per cèl·lules eucariotes de ti-pus vegetal, la fotosíntesi es porta a terme dins dels cloroplasts deles cèl·lules, i és la clorofil·la la substància que absorbeix la llum.

El mecanisme de la fotosíntesi es pot resumir de la manera se-güent:

No totes les cèl·lules dels vegetals són autòtrofes. Per exemple,les cèl·lules de les arrels o les de l’interior del tronc no ho són.Aquestes cèl·lules reben de manera continuada la matèria orgànicaque elaboren les cèl·lules autòtrofes de la planta situades a les fulles.

21

Les cèl·lules de les plantes i les algues són de tipus vegetal. Lescèl·lules vegetals són cèl·lules eucariotes que tenen paret cel·lularde cel·lulosa; presenten nombrosos cloroplasts, amb els qualspoden realitzar la fotosíntesi, i contenen grans vacúols, en el casde les cèl·lules adultes, que desplacen el nucli cap a un costat. Enles cèl·lules joves, el nucli conserva la posició central.

Les cèl·lules dels animals i els protozous són de tipus animal.Les cèl·lules animals són cèl·lules eucariotes de forma variable imolt més arrodonides que les vegetals, perquè només estan de-limitades per la membrana citoplasmàtica. El nucli ocupa nor-malment una posició central i posseeixen un orgànul específic, elcentrosoma.

Gràcies al tipus de nutrició que tenen, els mitocondris de lescèl·lules animals són més nombrosos i grossos que els dels vege-tals; els lisosomes són més abundants, i els vacúols són més pe-tits i menys nombrosos.

20

Unitat 1Unitat 1

A C T I V I T A T S

1.20. A partir de les respostes d’aquestes preguntes, construeix unataula que reflecteixi les diferències fonamentals entre la cèl·lula ve-getal i la cèl·lula animal. Respon sí o no:

a) La cèl·lula vegetal té paret cel·lular de cel·lulosa? I l’animal?

b) La cèl·lula vegetal té forma arrodonida? I l’animal?

c) La cèl·lula vegetal té cloroplasts? I l’animal?

d) La cèl·lula vegetal té vacúols grans i emmagatzema molta aigua?I l’animal?

e) La cèl·lula vegetal té centrosoma? I l’animal?

f ) La cèl·lula vegetal pot tenir cilis o flagels? I l’animal? Substàncies inorgàniques que parti-cipen en el procés de la fotosíntesi.

diòxid de carboni + aigua + energia lluminosa → matèria orgànica(preferentment glucosa) + oxigen

PARAULES CLAU

alimentació autòtrofa

alimentació heteròtrofa

1. Cèl·lula vegetal vista al microsco-pi electrònic.2. Cèl·lula animal vista al microsco-pi electrònic.

1 2

CO2

oxigen

Planta superior

Alga

sals

sals CO2

oxigenaigua

aigua

El procés de la respiració cel·lular és exactament el contrari, pelque fa als reactius i els productes, que el procés de la fotosíntesi. Així,l’oxigen, que és un residu de la fotosíntesi, és un nutrient imprescin-dible per a la respiració de les cèl·lules, incloent-hi les fotosintetitza-dores. El procés és idèntic a qualsevol reacció de combustió. En rea-litat, podem dir de manera molt simplificada que la respiraciócel·lular és la combustió dels aliments que ingereix la cèl·lula.

Totes les cèl·lules animals i vegetals, per obtenir energia quí-mica, realitzen la respiració cel·lular. Només alguns bacteris i al-guns fongs, com ara els llevats, fan servir mecanismes més primi-tius i menys eficients, com la fermentació.

La fermentació transforma l’energia continguda en la matèriaorgànica en energia útil per a la cèl·lula, però sense la participacióde l’oxigen. Com a productes d’aquest procés s’obté diòxid de car-boni i una molècula orgànica més petita (alcohol, àcid làctic...).Per tant, la descomposició no és total i el procés és menys energè-tic. El gran avantatge d’aquest mecanisme és que permet als orga-nismes viure en ambients sense oxigen. Per això, aquest tipus deprocés també s’anomena respiració anaeròbia (sense «aire»).

De manera semblant, la respiració que requereix oxigen rep elnom de respiració aeròbia.

Hi ha microorganismes que són capaços de respirar de mane-ra aeròbia o anaeròbia segons que l’ambient sigui pobre o no enoxigen. Per això es diu que són anaerobis facultatius. Aquest ésel cas dels llevats.

Malgrat tot el que hem explicat fins ara, no et confonguis:quan parlem de la respiració cel·lular ens referim a la respiracióamb oxigen.

23

L’alimentació heteròtrofa és típica dels organismes que sónincapaços de realitzar la fotosíntesi perquè no poden aprofitar lallum solar per produir la matèria orgànica que necessiten. És elcas de molts bacteris, dels protozous, els fongs i els animals. Elsorganismes heteròtrofs han d’alimentar-se de matèria orgànica jaelaborada; és a dir, han d’incorporar matèria orgànica d’altres és-sers vius o bé han de rebre matèria orgànica de les cèl·lules que lageneren.

Una cèl·lula animal heteròtrofa por ingerir l’aliment de diver-ses formes segons quina sigui la grandària de les substàncies. Sisón molècules petites, són absorbides directament per la mem-brana citoplasmàtica. Si són fragments de grans, la cèl·lula emetun pseudòpode per capturar-lo (fagocitosi). L’aliment queda re-collit dins d’una vesícula membranosa i es forma un vacúol diges-tiu. Després, els lisosomes aboquen dins el vacúol digestiu els seus enzims per digerir l’aliment i transformar-lo en molècules petites.L’ameba, un protozou força gros, pot capturar i digerir bacterisi, fins i tot, paramecis, mitjançant aquest sistema d’ali-mentació.

Els bacteris heteròtrofs i els fongs, com que tenencèl·lules que no poden deformar-se perquè estanenvoltades per una paret cel·lular, fan una digestióexterna; és a dir, aboquen sucs digestius a l’exte-rior per digerir l’aliment i, després, absorbeixenles molècules petites que se n’obtenen.

La respiració

Tots els organismes necessiten energia perconstruir noves estructures i dur a terme totamena d’activitats. La respiració cel·lular és elprocés pel qual les cèl·lules i, per tant, els organismesque les contenen obtenen aquesta energia a partir del’energia emmagatzemada en la matèria orgànica contingu-da en els aliments, preferentment si són glúcids i lípids.

En les cèl·lules eucariotes, aquest procés té lloc en els mito-condris, i en la majoria dels casos, a part de la matèria orgànica,hi participa l’oxigen.

El mecanisme de la respiració cel·lular es pot resumir de lamanera següent:

22

Unitat 1Unitat 1

PARAULES CLAU

respiració cel·lularmatèria orgànica (preferentment glucosa) + oxigen → diòxid de carbo-ni + aigua + energia química

L’ameba es mou i captura l’alimentemetent un pseudòpode.

La respiració en els mitocondris.

A C T I V I T A T S

1.21. Quina creus que és lafunció fonamental dels glú-cids?

1.22. Descriu com obtenen lamatèria orgànica els éssers viusautòtrofs.

1.23. Justifica si és vertader ofals l’enunciat següent: «Lesplantes respiren de dia i de nit.»

Esquema que representa

el procés de la ingestió cel·lular o fagocitosi.

La nutrició de la cèl·lula vegetal i lanutrició de la cèl·lula animal.

matèria orgànica

calor reproducció

energia

creixement etc.

CO2

aigua

oxigen

Aigua (H2O) i sals minerals

Diòxid de carboni (CO2)

Pseudòpodes

Matèria orgànicaen forma de

molècules petites

Energia per al creixement,

el moviment i la reproducció

Llum

Oxigen(O2)

Oxigen(O2)

Diòxid de carboni (CO2)

Diòxid de carboni (CO2)

Oxigen(O2)

Aigua(H2O)

Aigua(H2O)

Energia per al creixement, el movi-ment i la reproducció

FOTOSÍNTESI

DIGESTIÓ

FAGOCITOSI

Matèria orgànica

Respiraciócel·lular

L’excreció cel·lular

L’excreció cel·lular és el procés que permet a la cèl·lula eliminarels productes de rebuig que resulten de la seva activitat.

La manera d’expulsar cap a l’exterior els excrements depèn dela mida de les substàncies residuals. Així, les molècules petites tra-vessen sense dificultat els porus de la membrana citoplasmàtica.Els fragments grossos són tancats en vesícules mebranoses que,després de fusionar-se amb la membrana cel·lular, s’obren cap al’exterior i buiden el seu contingut.

2524

Unitat 1Unitat 1

PER SABER-NE MÉS

Els llevats del vi i del pa

Els llevats són fongs unicel·lulars que es troben de forma natural a lasuperfície de moltes fruites, com el raïm. En aquestes condicions, res-piren amb oxigen. En l’època de la verema, es recull el raïm, que és car-regat de llevats. El most resultant del premsat del raïm es diposita entines tancades perquè es produeixi la fermentació del vi. Durant totaquest procés, els llevats respiren de manera anaeròbia i produeixen alcohol com un dels residus de la respiració. També es desprèn diòxidde carboni, que és el gas contingut en les bombolles del cava.

El mecanisme de la fermentació del vi i del cava és aquest: matèria or-gànica (sucres del most) → alcohol + diòxid de carboni + energia química.

El procés de fermentació del pa és similar. En aquest cas, la primeramatèria rica en sucres és la farina. Afavorim un ambient pobre en oxigenquan tapem amb un drap la massa del pa (farina,aigua i llevat) i la deixemreposar unes hores. El diòxid de carboni que s’obté és el gas que fa pujarla massa del pa. L’alcohol obtingut s’evapora en el moment de la cocció.

Els bacteris del iogurt

Els bacteris làctics que s’incorporen a la llet per produir iogurt tambérespiren de forma anaeròbia. En el procés s’obté àcid làctic, que coa-gula la llet i confereix el gust àcid al iogurt.

El mecanisme de la fermentació dels bacteris del iogurt és aquest:matèria orgànica (sucres de la llet) → àcid làctic + diòxid de carboni +energia química.

PER SABER-NE MÉS

Fem pa

Ingredients: 100 g de farina, 2 g de sal, una micad’oli, 2 g de llevat, 2 g de sucre, 60 cc d’aigua. Procediment:1) Escalfa una mica l’aigua fins que estigui tèbiai afegeix-hi el sucre i el llevat. Deixa-ho reposar unparell d’hores aproximadament.2) Barreja la farina amb la sal i afegeix-hi la sus-pensió d’aigua amb sucre i llevat. 3) Amassa-ho tot bé durant una bona estona.4) Enfarina la massa i embolica-la amb un drapde cuina. Deixa-la reposar així durant 1 hora omés.5) Fes la forma de panet que vulguis.6) Posa una mica d’oli en una safata del forn icol·loca-hi el panet.7) Posa la safata a la part més baixa del forn i cou el pa a 200 ºC durant una mitja hora, aproximadament. Vés controlant la cocció, sense obrir el forn. Si veus que puja molt ràpid, abaixa la temperatura del forn.

El llevat del pa (sacaromicet) es reprodueix per gemmació i alliberadiòxid de carboni que queda dins lamassa del pa i el fa més esponjós.

Els bacteris làctics són els responsa-bles de la fermentació de la llet perelaborar iogurt. Hi participen duesespècies: una té forma de coc i l’altra,de bacil.

Esquema il·lustratiu del procés dedigestió interna i del procés d’excre-ció que desenvolupen moltes cèl·lules.

Partícula Pseudòpode

Fagosoma

Lisosoma primari

Lisosomasecundari

Cos residual

Nucli

4.3. La funció de reproducció

La reproducció és el procés més característic de l’activitat vital deles cèl·lules. Consisteix en la divisió d’una cèl·lula en dues o méscèl·lules filles. En un primer moment, són de mida més reduïda,però posteriorment augmenten de grandària fins a assolir la quetenia la cèl·lula inicial.

La reproducció cel·lular es pot dur a terme de diverses maneres:– La bipartició és la reproducció cel·lular més freqüent; per

això també es coneix amb el nom de divisió cel·lular. La cèl·lulamare es divideix en dues cèl·lules filles iguals.

– La gemmació és una divisió cel·lular desigual. A la superfí-cie de la cèl·lula mare es formen unes protuberàncies o gemmeson se situen nuclis originats per la divisió del nucli de la cèl·lulamare.

– La divisió múltiple és un tipus de reproducció cel·lular enquè el nucli de la cèl·lula mare es divideix moltes vegades; els nu-clis resultants queden envoltats de citoplasma i d’una nova mem-brana i formen cèl·lules filles, les quals s’alliberen quan es trencala membrana de la cèl·lula mare.

27

4.2. La funció de relació

Els canvis del medi exterior de les cèl·lules són percebuts peraquestes en forma d’estímul*, i les funcions de relació donen res-posta a aquests estímuls. La cèl·lula, davant d’un canvi en el medique l’envolta, pot respondre amb un moviment o no. Es parla derespostes dinàmiques si la cèl·lula respon amb algun tipus demoviment. L’euglena, per exemple, una alga unicel·lular mòbil,es mou cap a la llum, o el parameci es mou a la recerca d’aliment.Si la cèl·lula continua immòbil, es parla de respostes estàtiques.

Hi ha diversos tipus de moviment segons com sigui l’elementmòbil de la cèl·lula. El moviment flagel·lar és típic de cèl·lulesamb flagel com els espermatozoides. El flagel es mou com si fosun fuet. El parameci, un protozou molt comú, es desplaça mo-vent alhora tots els cilis que envolten la seva membrana cel·lular;els mou com si fossin rems. L’ameba, un altre protozou força ha-bitual a les aigües estancades, emet un pseudòpode (una perllon-gació de la cèl·lula) per moure’s; és a dir, primer dirigeix el pseu-dòpode cap on vol anar, després s’hi desplaça tota la cèl·lula i, enacabat, el pseudòpode desapareix.

26

Unitat 1Unitat 1

El parameci es mou amb cilis.

Les amebes emeten pseudòpodes. L’espermatozoide es mou amb el flagel a la recerca d’un òvul.

PARAULES CLAU

divisió cel·lular

A C T I V I T A T S

1.24. Compara els cilis, els flagels i els pseudòpodes.

1.25. Quins avantatges i desavantatges té la bipartició respecte dela gemmació?

1.26. Busca exemples d’organismes que es reprodueixen per bipar-tició i per gemmació.

1 2 3

PARAULES CLAU

estímul

V O C A B U L A R I

Estímul. Un estímul és qualsevolcanvi, en el medi extern o intern d’unorganisme, que provoca una deter-minada activitat de resposta d’a-quest organisme.

PER SABER-NE MÉS

MitosiLes cèl·lules eucariotes presen-ten un tipus de bipartició que repel nom de mitosi. Durant la mito-si, l’ADN del nucli forma els cro-mosomes, que són visibles al mi-croscopi òptic. Quan una cèl·lulaes divideix per mitosi, els cromo-somes s’encarreguen de repartirde manera equitativa, entre lesdues cèl·lules filles, la informacióque conté l’ADN de la cèl·lula pro-genitora.

Les cèl·lules procariotes es di-videixen per bipartició simple. Enaquest cas, no es formen cromo-somes, per tant, no es pot parlarde mitosi en la reproducció de lescèl·lules procariotes.

Tipus de divisió cel·lular: bipartició (1), gemmació (2), divisió múltiple (3).

Arxiu Edició Visualització Preferits Eines Ajuda

Endarrere Cerca

El racó d’Internet

Preferits

VinclesAdreça http://www.espaibarcanova.cat

INTRODUCCIÓ

Al llarg del tema has pogut observarmoltes cèl·lules; algunes estan dibui-xades, d’altres estan fotografiades di-rectament d’observacions fetes ambel microscopi òptic, i en aquest cas co-rresponen a mostres acolorides, osón microfotografies en blanc i negred’observacions fetes amb el micros-copi electrònic. Els esquemes i dibui-xos,malgrat que mai no són totalmentfidels a la realitat, ressalten els tretsmés característics d’allò que repre-senten; per això són una eina molt in-teressant a l’hora d’aprendre.

TASCA

Et proposem fer dibuixos esquemà-tics dels orgànuls cel·lulars perquèpuguis entendre millor l’estructura iles funcions cel·lulars.

PROCÉS

UN PARELL D’ADVERTIMENTS

– No escriguis mai cap paraula de la qual no coneguis el significat. Consulta abans el diccionari.– No copiïs mai frases senceres.

RECURSOS

Per poder elaborar aquest treball, cal que entreu en el web www.espaibarcanova.cat.

28

1. Busca a Internet microfotogra-fies dels orgànuls cel·lulars.

4. A partir dels orgànuls que té lateva cèl·lula, explica quines fun-cions cel·lulars durà a terme.

5. Feu una posada en comú entre els companys de classe. Els teus com-panys estan d’acord amb les teves explicacions? (És una cèl·lula coherent,realitzarà totes les funcions cel·lulars que comentes, etc.).

2. Fes dibuixos esquemàtics d’a-quests orgànuls.

3. Compon amb els teus dibuixosuna cèl·lula eucariota.

LA CÈL·LULA

el microscopi

funcions denutrició

– alimentació autòtrofa

– alimentació heteròtrofa

– respiració– excreció

funcions de relació

– respostes estàtiques

– respostes dinàmiques

funcions de reproducció

– bipartició– gemmació– divisió múltiple

per

que originen

que poden ser de

unitat estructural

procariota eucariota organismesunicel·lulars

organismespluricel·lulars

teixits

– òrgans– aparells– sistemes

– centrosoma– altres orgànuls

– paret cel·lular– cloroplasts– altres orgànuls

eucariota animal

unitat funcional

és una

que pot ser

amb

si és si és

que forma

que podentenir

que formaran

que realitza

es pot observar amb

Esquema de la unitat

En la imatge es poden observar diferentsorgànuls i estructures cel·lulars.

eucariota vegetal

313130

Unitat 1Unitat 1

30

Resum gràficLa cèl•lula

cèl·lula 1.

cèl·lula procariota 2.3.

Les cèl·lules procariotes són les cèl·lulesdels organismes simples i no tenen nucli.

orgànul cel·lular 3.3.

Els orgànuls cel·lulars són inclu-sions (bossetes) especialitzades enuna determinada funció cel·lular.El reticle endoplasmàtic n’és untipus.

alimentació autòtrofa 4.1.1. alimentació heteròtrofa 4.1.1.

L’alimentació heteròtrofa és típica dels orga-nismes que s’alimenten de matèria orgànica jaelaborada, d’altres éssers vius o de la matèriaorgànica de les cèl·lules que la generen.

respiració cel·lular 4.1.2.

Material genètic (ADN)

Paret cel·lular

Membranaplasmàtica

cèl·lula eucariota 2.3.

Les cèl·lules eucariotes són les cèl·lules més evolucionades i tenen un nucli vertader.

L’alimentació autòtrofa és pròpia dels organismes que obtenen la matèriaorgànica a partir de la matèria inorgànica, concretament el diòxid de carbo-ni i l’aigua.

La respiració cel·lular és el procés pel qual lescèl·lules obtenen l’energia que necessiten perdur a terme tota mena d’activitats.

divisió cel·lular 4.3.

La divisió cel·lular és la reproducció cel·lular més freqüent: la cèl·lula marees divideix en dues cèl·lules filles iguals. També rep el nom de bipartició.

1 2 3

estímul 4.2.

L’estímul és la manera com són percebuts per lescèl·lules els canvis del medi exterior.

Oxigen

Aigua i sals minerals

Oxigen

Llum solar

Diòxid decarboni

Llum (energia lluminosa)

Diòxid de carboni

Matèria orgànicaelaborada

Oxigen Aigua Diòxidde carboni

Energiaquímica

Matèriaorgànica

La cèl·lula és la unitat bàsica que constitueix tots els éssers vius.

AC

TI

VI

TA

TS

ex

pe

rim

en

ta

ls

Qüestions:a) Per què s’anomena microscopi òptic?b) Quins són els elements de la part òptica del microscopi?c) Quins són els elements de la part mecànica del microscopi?d) Com es calculen els augments que et dóna un microscopi?e) Com és la imatge que dóna un microscopi òptic?f ) Quines són les parts del microscopi encarregades d’augmentar la imatgede la preparació?g) Quines són les parts del microscopi encarregades d’enfocar la imatge?h) Per a què serveix el revòlver?i) Com podem regular la quantitat de llum que passa per la mostra?j) Saps explicar quina diferència hi ha entre una lupa simple i un microsco-pi òptic?

33

AC

TI

VI

TA

TS

ex

pe

rim

en

ta

ls 1.27. El microscopi òptic

El microscopi òptic és una eina imprescindible per a l’observació de lescèl·lules. Només si utilitzes adequadament el microscopi òptic podràs ob-servar microorganismes i mostres de teixits.

Objectius:1. Recordar les parts i el funcionament d’un microscopi òptic.2. Comprovar experimentalment com és la imatge que ofereix un micros-copi òptic.

Material:Microscopi, portaobjectes i paper mil·limetrat.

Procediment:1) Observa un microscopi, dibuixa’l i assenyala’n les parts.2) Retalla un tros de paper mil·limetrat i col·loca’l a sobre d’un portaobjec-tes (pots subjectar-lo millor amb dues tiretes de cinta adhesiva). Per enfocarla preparació, segueix els passos concrets (llegeix atentament el text queacompanya l’experiència, que t’ajudarà a recordar el mètode per enfocarcorrectament).3) Mou la preparació de manera que al mig del camp visual et quedi un puntd’intersecció de la quadrícula del paper mil·limetrat.4) Dibuixa tres cercles iguals i representa-hi en cada un el que observis a 40x(objectiu de 4), 100x (objectiu de 10) i 400x (objectiu de 40). A quines con-clusions arribes?5) Escriu una lletra en el paper mil·limetrat de la preparació. Enfoca-la ambel microscopi; utilitza l’objectiu de 4 augments. Què hi has observat?6) Mou la preparació cap a la dreta. En quin sentit observes que es mou lalletra? Què dedueixes?

32

Unitat 1Unitat 1

El microscopi òptic

El funcionament del microscopi òptic:

L’enfocament:

1. Separa bé la platina dels objectius per mitjà del cargol macromètric.2. Col·loca la preparació a la platina, ben subjectada amb les pinces. La zona de

la preparació que vols observar ha de coincidir amb el forat de la platina per onarriba la llum del condensador.

3. Mou el revòlver i selecciona un objectiu de pocs augments, 4x o 10x. Un sorolldel pinyó avisa quan l’objectiu s’encaixa al seu lloc, alineat amb el tub òptic.

4. Apropa a poc a poc l’objectiu a la preparació mitjançant el cargol macromètric(com més a prop millor), però sense que l’objectiu i la preparació arribin a tocar-

se. Mentre fas aquesta operació, mira lateralment com s’acosten (no ho mirismai per l’ocular). Normalment hi ha un topall que no deixa continuar el movimentdel cargol macromètric, i en aquest cas és molt important que no el forcis.

5. Separa a poc a poc l’objectiu de la preparació amb el cargol macromètric finsque aconsegueixis enfocar la imatge. Si cal, rectifica l’enfocament amb el car-gol micromètric (gira’l cap a la dreta o cap a l’esquerra). No facis més d’una vol-ta sencera amb el cargol micromètric, ja que és molt delicat i si el fas girar sen-se cura es pot trencar.

6. Quan la preparació estigui correctament enfocada a 10x, mou-la a dreta i a es-querra per centrar-la. Aleshores, col·loca l’objectiu de 40x (gira el revòlver finsque encaixi l’objectiu). La imatge hauria de quedar enfocada automàticament,però a vegades hauràs de fer alguna rectificació amb el cargol micromètric. Nofacis servir mai el cargol macromètric amb l’objectiu de 40x col·locat. Si no acon-segueixes enfocar a 40x, torna als 10x i repeteix l’operació.

7. Abans de retirar la preparació, col·loca l’objectiu de 10x i separa l’objectiu de lapreparació amb el cargol macromètric.

8. L’objectiu de 100x només s’utilitza en condicions molt determinades i el seu úsrequereix la tècnica d’immersió en un oli especial.

La il·luminació:

1. Hi ha microscopis que duen un mirall amb el qual es pot reflectir la llum cap a lapreparació. Juga amb la posició del mirall fins a obtenir la il·luminació adequa-da. Hi ha uns altres microscopis que incorporen un sistema de llum artificial; enaquest cas, la intensitat pot ser fixa (no es pot graduar) o variable (es pot gra-duar mitjançant un regulador que permet obtenir una il·luminació òptima).

2. El diafragma permet també variar la quantitat de llum que arriba a la preparació(com més obert,més llum hi arriba), però cal tenir en compte que com més obertestigui el diafragma, pitjor serà la definició de la imatge.

3. A mesura que incrementis l’augment de l’objectiu, hauràs d’incrementar tambéla intensitat de la llum. Segons el tipus de microscopi, hauràs de regular la llumamb el diafragma.

AC

TI

VI

TA

TS

g) Emmagatzema proteïnes.h) És de cel·lulosa.i) S’hi produeix la reacció següent: matèria or-gànica + O2 → CO2 + H2O.j) Conté l’ADN.k) Emmagatzema tota mena de substàncies.l) Produeix lípids.m) És un orgànul esfèric de membrana molt grui-xuda.n) Realitza la fotosíntesi.o) Té una estructura mancada de membrana.

1.45. A quin orgànul correspon cada nom-bre?

1.46. Observa atentament aquesta cèl·lula.És de tipus animal o vegetal? Justifica la respostaamb tres raons.

1.47. Indica el nom i les funcions d’aquestesestructures cel·lulars.

1.48. Aquesta cèl·lula representa una cèl·lulade tipus vegetal. Quins orgànuls són típics i ex-clusius d’aquests tipus de cèl·lules? Assenyalatots els orgànuls que hi reconeguis.

1.49. Quina és la funció de la membrana nu-clear?

1.50. Quines diferències estructurals i fun-cionals hi ha entre la cromatina i els cromoso-mes?

Les funcions cel·lulars

1.51. Sabries explicar per a què serveix la res-piració?

35

AC

TI

VI

TA

TS Els components de la cèl·lula

1.28. Quina diferència hi ha entre la matèriaorgànica i la matèria inorgànica?

1.29. Subratlla quines de les substàncies se-güents són orgàniques: glúcid, aigua, sal mine-ral, proteïna, cel·lulosa, calci, hemoglobina, lí-pid, greix.

1.30. Digues quina d’aquestes macromolè-cules no és un nutrient per a l’ésser humà: midó,glicogen o cel·lulosa. Justifica la resposta.

1.31. Completa la taula (indica sí o no):

1.32. Creus que el cos d’una persona que pesa60 kg conté més de 30 kg d’aigua o menys de 30 kg d’aigua?

1.33. Per què hi ha cèl·lules que acumulenuna gran quantitat de greixos?

1.34. Què és l’ADN? Totes les cèl·lules d’unmateix individu tenen el mateix ADN?

1.35. Digues quins elements componenprincipalment les molècules següents: glúcids,lípids, proteïnes, àcids nucleics.

L’estructura de la cèl·lula

1.36. Explica la frase següent: «La cèl·lula ésla unitat estructural i funcional dels éssers vius.»

1.37. En l’estructura de totes les cèl·lules esdistingeixen tres parts. Quines són?

1.38. Justifica per què hi ha una gran variabi-litat en la mida de les cèl·lules.

1.39. Quina diferència hi ha entre els orga-nismes unicel·lulars i els organismes pluricel·lu-lars?

1.40. Explica quina és la principal diferènciaentre les cèl·lules procariotes i les eucariotes.

1.41. El dibuix representa dos glòbuls ver-mells. Justifica si aquesta cèl·lula té les tres partsfonamentals que es poden distingir en qualsevolcèl·lula.

1.42. Les cèl·lules més grosses de la sang (ungrup de glòbuls blancs) fan 0,01 mm de diàme-tre. Expressa aquesta mida en micròmetres.

1.43. La grandària de molts bacteris és apro-ximadament de 2,5 m. Quants mil·límetres me-suren aproximadament els bacteris?

La cèl·lula eucariota

1.44. Digues a quin orgànul cel·lular fa refe-rència cada una d’aquestes frases:a) Emmagatzema aigua i substàncies dissoltes.b) Reparteix els cromosomes en la reproduccióde les cèl·lules animals.c) És l’espai que queda entre tots els orgànuls. d) És la segona coberta de les cèl·lules vegetals.e) Conté enzims que funcionen en la digestiócel·lular.f ) Fabrica proteïnes.

34

Unitat 1Unitat 1

Funció estructural Funció energètica

Glúcids

Lípids

Proteïnes

1

12 Proteïnes

3

2 3 4 5

6

7

89

10

AC

TI

VI

TA

TS

Activitats

1.65. Llegeix el text següent i respon les preguntes.

«Un grup d’alumnes de batxillerat estan realit-zant un treball de recerca amb l’objectiu d’esbri-nar els diferents tipus d’organismes unicel·lularsque viuen en un petit llac proper a la seva ciutat.Els principals éssers unicel·lulars que han pogutobservar en les mostres d’aigua del llac són:

– Bacteris. Cèl·lules molt petites, en forma debastó o arrodonits i sense nucli ni orgànulscel·lulars. Els alumnes han detectat que algunsd’aquests bacteris poden viure sense oxigen,però altres moren quan l’oxigen s’exhaureix. Lapresència de llum els és indiferent i creixen tantsi hi ha llum com si no n’hi ha.

– Llevats. Cèl·lules més grans que en el cas delsbacteris, amb nucli i orgànuls cel·lulars. No ne-cessiten l’oxigen per viure i tampoc necessitenllum.

– Algues unicel·lulars. Cèl·lules molt més gransque en el cas dels bacteris, amb nucli i orgànulscel·lulars, entre els quals hi ha cloroplasts. Elsalumnes han observat que necessiten llum perpoder viure i també oxigen.

– Protozous. Cèl·lules similars en grandària a lesalgues unicel·lulars, amb nucli i orgànuls cel·lu-lars, però sense cloroplasts. La presència de llumels és indiferent i creixen tant si hi ha llum comsi no n’hi ha; en canvi, l’oxigen és essencial per aells.»

a) Justifica si els bacteris observats són organis-mes eucariotes o procariotes.b) Justifica el fet que els alumnes de batxillerathagin informat en el seu treball que, en el llac, hiha bacteris que tenen respiració aeròbia i bacte-ris que fermenten.

c) Compara la forma d’obtenir energia químicadels llevats amb la forma de fer-ho dels proto-zous.d) Justifica quins dels organismes trobats al llactenen alimentació autòtrofa. Justifica tambéquins dels organimes són heteròtrofs.e) Creus que les algues unicel·lulars respiren o béfermenten?

1.66. Llegeix el text següent i a continuació ela-bora una justificació breu del fet pel qual el co-neixement de l’estructura cel·lular ha anat sem-pre molt lligat al desenvolupament tecnològicdel microscopi.

«El 1645, l’anglès Robert Hooke va observar i vadescriure per primera vegada l’estructura cel·lularde l’escorça d’un arbre i de les làmines de suro. Vautilitzar un microscopi compost primitiu ideatper ell mateix, però basant-se en el microscopiconstruït cinquanta cinc anys abans pels artesansholandesos Zachary i Francis Janssen.

Uns quants anys més tard, Marcelo Malpighi,anatomista italià, va observar cèl·lules vives ambun microscopi més evolucionat tecnològicamentque el que utilitzava Hooke. El perfeccionamentdels microscopis va permetre, el 1824, que el fi-siòleg francès Rene Jochim Henri Dutrochet,afirmés que tots els éssers vius estan formats percèl·lules. Poc temps després, el 1838, els biòlegsalemanys Theodor Schwann i Mathias JakobSchleiden, i el 1859 el també alemany RudolfVirchow, van enunciar un dels postulats clau dela teoria cel·lular: totes les cèl·lules provenen decèl·lules preexistents.

Durant el segle XX, els biòlegs, dotats de mi-croscopis cada cop més perfeccionats, van anardescobrint l’anatomia interna de la cèl·lula. Ambl’arribada del microscopi electrònic, ideat pelsenginyers alemanys Ernst Ruska i Max Knoll, elsbiòlegs van poder endinsar-se en l’estructura finade la cèl·lula fins arribar a poder discernir les es-tructures moleculars.»

3737

AC

TI

VI

TA

TS 1.52. Què et suggereix aquesta imatge? Ex-

plica-ho detalladament.

1.53. Compara els conceptes següents a par-tir de la seva definició.a)Alimentació autòtrofa i alimentació heteròtrofa.b)Fotosíntesi i respiració cel·lular.c) Cèl·lula i teixit.

1.54. Compara la fotosíntesi i la respiraciócel·lular.

1.55. Justifica detalladament el fet que la fer-mentació produeixi menys energia que la respi-ració aeròbia.

1.56. Explica quin és el significat dels termessegüents:a) Aeròbia.b) Anaeròbia.

1.57. Justifica la importància de la grandàriade les molècules residuals en el procés de l’excre-ció cel·lular.

1.58. Compara els conceptes de gemmació ide bipartició.

1.59. Explica com una cèl·lula aconsegueixl’energia necessària per poder desenvolupar elsprocessos vitals.

1.60. Busca en el diccionari el concepte defe-car i explica’l. Creus que és el mateix que excre-tar? Raona la resposta.

1.61. Llegeix aquesta afirmació i digues si ésveritat o no:«Si afegim sucre a l’aigua que utilitzem per regar lesplantes del jardí, aquestes creixeran més i millor.»

1.62. Aquest dibuix representa una fase del’alimentació cel·lular. Explica-la.

1.63. Si observem amb deteniment l’anato-mia d’un ésser viu, veurem que és constituït perdiversos òrgans. Per exemple, el cos humà és for-mat per òrgans tan importants com el cor, elspulmons, l’estómac, etc. Explica de manera ge-neral què és un òrgan.

1.64. Com es reprodueixen les cèl·lules delnostre cos?

36

Unitat 1Unitat 1

FotosíntesiRespiraciócel·lular

És un canvi químic o físic?

Quines substàncies inicials intervenen enel procés?

Quins substàncies s’obtenen?

És una reacció en què es desprèn o s’absorbeix energia?

Oxigen Aigua

Diòxid de carboni

Energiaquímica

Matèriaorgànica

3838

Unitat 1Unitat 1 Unitat 1D o s s i e r

En quin regne s’han de classificar els virus? Segonsla teoria cel·lular, tots els éssers vius són formats

per cèl·lules i duen a terme les tres funcions vitals(nutrició, reproducció i relació). Però quan es vandescobrir els virus es va plantejar una possible ex-cepció.

Els virus són unes estructures tan petites (unescent vegades més petites que els bacteris), que no-més es poden veure amb un microscopi electrònic.Fins que no es van poder veure, l’única evidènciaque es tenia de la seva existència eren les malalties queproduïen als organismes vius. Com que eren malaltiescontagioses, els científics pensaven que «alguna cosa»passava d’uns organismes a uns altres i els causava el mal. Vananomenar aquests «agents infecciosos» amb el nom llatí VIRUS,que vol dir «verí».

Els estudis posteriors han mostrat que els virus són partícules amb una estructura més senzilla que la de lescèl·lules. Poden tenir formes molt variades; però en essència són un filament d’àcid nucleic envoltat per un con-junt de proteïnes ordenades que formen una estructura rígida, anomenada «càpsida».

Els virus són tan simples que no tenen mecanismes per dur a terme cap funció vital; és per això que només po-den fer còpies d’ells mateixos (reproducció) si s’introdueixen dins d’una cèl·lula d’organisme viu i la parasiten.

Les característiques dels virus han fet que els científics considerin que se situen a la frontera entre els organismesvius i la matèria inerta.

AC T I V I TAT S D ’ AVA L U AC I Ó

1. Justifica si són éssers vius:a) L’ungla.b) La llavor d’una poma.

2. Digues quina és la funció d’aquestes biomolècules: glucosa, glicogen, ADN, H20.

3. Quina és la unitat fonamental de la vida? Raona la resposta.

4. Respon raonadament aquestes preguntes sobre l’estructura cel·lular del coshumà:a) És unicel·lular o pluricel·lular? b) És constituït per cèl·lules procariotes o eucariotes? c) És constituït per cèl·lules de tipus vegetal o animal? d) Totes les seves cèl·lules són iguals?

5. Relaciona cada orgànul amb la seva funció. Orgànuls: centrosoma, aparell deGolgi, lisosoma, mitocondri, cloroplast, reticle endoplasmàtic. Funcions: foto-síntesi, magatzem de proteïnes i lípids, síntesi i magatzem de glúcids, digestió,respiració cel·lular, divisió cel·lular.

6. Indica si aquestes frases són vertaderes o falses. En cas que siguin falses, corregeix-les.a) La cèl·lula vegetal té una paret de quitina.b) Tots els nutrients són aliments.c) Alguns organismes respiren sense oxigen.d) La respiració forma part de la funció de nutrició.e) L’organisme heteròtrof es fabrica el seu propi aliment.

7. Quines característiques distingeixen els bacteris de la resta d’organismes?

8. Completa:a) Els productes que s’obtenen en la respiració cel·lular són... .b) A part de la matèria orgànica, en la fotosíntesi s’obté... .c) La cèl·lula inicial a partir de la qual es forma un ésser pluricel·lular s’anomena... .d) La mida de les cèl·lules és... .e) El component majoritari d’una cèl·lula és... .

9. Descriu quines característiques fonamentals permeten diferenciar una cèl·lulavegetal d’una cèl·lula animal.

10. Descriu la diferència que hi ha entre la bipartició i la gemmació. Quin tipus dereproducció és més freqüent?

Virus del mosaic del tabac

Virus de la sida

Virus de l’hepatitis

Virus bacteriòfag

Els virus

Imatge d’un bacil pa-rasitat per un virus.