la cèl·lula o les cèl·lules? guia didàctica · cèl·lules oclusives. quan les cèl·lules...

27
______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica L’objectiu principal d’aquesta activitat és observar i interpretar diferents tipus cel·lulars i relacionar la seva estructura amb la funció que realitzen. Es tracta d’una activitat molt llarga. Suggerim que no tots els alumnes facin tot. Per exemple, tot el grup classe podria treballar les cèl·lules sanguínies i els estomes amb el Motic, mentre que la resta de tipus cel·lulars es podrien repartir entre diferents grups d’alumnes i organitzar una sessió de presentació de manera que cada grup presenti a la resta de classe el tipus cel·lular que ha treballat. Les conclusions de l’activitat es podrien fer conjuntament al final d’aquesta sessió. Cèl·lules sanguínies 1.- Obriu la imatge cel_01 (de la carpeta “Preparacions de sang”) amb el programa Motic. Correspon a una preparació de sang d’una persona sana, la fotografia s’ha obtingut amb l’objectiu de 100 augments. 2.- Identifiqueu els glòbuls blancs i els vermells. Utilitzeu les eines del Motic per observar amb més detall, prendre mides i, a continuació, descriure les diferències entre els dos tipus cel·lulars. Adjunteu una imatge de cadascun dels dos tipus cel·lulars. Amb les eines del programa Motic, els alumnes hauran de: -retallar la imatge per seleccionar: Eritròcits Glòbuls blancs - Fer mesures d’aquestes cèl lules per tal de caracteritzar-les. (S’ha d’anar en compte i vigilar que al fer les mesures seleccionin l’objectiu de 100 augments. També caldrà veure si fan una única mesura o mesuren diverses cèl lules i donen com a valor característic del model cel lular la mitjana de les mesures fetes. - La descripció de les diferències es pot presentar en forma de text o de taula. De totes maneres ha de quedar clar: - La absència de nucli en els eritròcits - La presència d’un nucli multi lobulat en els glòbuls blancs que s’observen a la imatge, així com el fet que aquestes cèl lules són més grans que els eritròcits. - També haurien de remarcar la diferència numèrica entre glòbuls vermells i glòbuls blancs.

Upload: others

Post on 09-Aug-2020

6 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica

L’objectiu principal d’aquesta activitat és observar i interpretar diferents tipus cel·lulars i relacionar la seva estructura amb la funció que realitzen. Es tracta d’una activitat molt llarga. Suggerim que no tots els alumnes facin tot. Per exemple, tot el grup classe podria treballar les cèl·lules sanguínies i els estomes amb el Motic, mentre que la resta de tipus cel·lulars es podrien repartir entre diferents grups d’alumnes i organitzar una sessió de presentació de manera que cada grup presenti a la resta de classe el tipus cel·lular que ha treballat. Les conclusions de l’activitat es podrien fer conjuntament al final d’aquesta sessió. Cèl·lules sanguínies

1.- Obriu la imatge cel_01 (de la carpeta “Preparacions de sang”) amb el programa Motic. Correspon a una preparació de sang d’una persona sana, la fotografia s’ha obtingut amb l’objectiu de 100 augments. 2.- Identifiqueu els glòbuls blancs i els vermells. Utilitzeu les eines del Motic per observar amb més detall, prendre mides i, a continuació, descriure les diferències entre els dos tipus cel·lulars. Adjunteu una imatge de cadascun dels dos tipus cel·lulars.

Amb les eines del programa Motic, els alumnes hauran de: -retallar la imatge per seleccionar:

• Eritròcits • Glòbuls blancs

- Fer mesures d’aquestes cèl·lules per tal de caracteritzar-les. (S’ha

d’anar en compte i vigilar que al fer les mesures seleccionin l’objectiu de 100 augments. També caldrà veure si fan una única mesura o mesuren diverses cèl·lules i donen com a valor característic del model cel·lular la mitjana de les mesures fetes.

- La descripció de les diferències es pot presentar en forma de text o de taula. De totes maneres ha de quedar clar:

- La absència de nucli en els eritròcits - La presència d’un nucli multi lobulat en els glòbuls blancs

que s’observen a la imatge, així com el fet que aquestes cèl·lules són més grans que els eritròcits.

- També haurien de remarcar la diferència numèrica entre glòbuls vermells i glòbuls blancs.

Page 2: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències Els glòbuls blancs de la imatge corresponen a dos neutròfils. En el de la dreta es pot observar el corpuscle de Barr (aquesta estructura en forma de tambor s’aprecia en un 3 % dels neutròfils de les femelles)

3.- Com explicaríeu el diferent nombre d’eritròcits i glòbuls blancs?

L’explicació que es demana ha d’estar relacionada amb l’adaptació estructura-funció. Els eritròcits són les cèl·lules encarregades del transport d’oxigen i de diòxid de carboni a la resta de les cèl·lules de l’organisme. Per a que aquest transport sigui efectiu i ràpid, cal que hi hagi moltes, i alhora que es vagin renovant a mesura que les existents es deterioren. Els glòbuls blancs, tenen funcions diverses, relacionades amb la defensa de l’organisme contra agents externs o diverses patologies. Malgrat la seva funció també és vital no és una funció constant. Normalment hi ha un nombre concret dels diferents tipus de glòbuls blancs i en cas de necessitat incrementen, ràpidament, el seu nombre.

4.- Quina és la característica morfològica més distintiva dels glòbuls vermells que heu observat? (Compareu la seva estructura amb la cèl·lula tipus del començament d’aquesta activitat). Amb quina funció pot estar relacionada aquesta adaptació?

El que més crida l’atenció és la manca de nucli. De fet en la seva etapa funcional, els eritròcits només són una bossa feta de membrana citoplasmàtica que recobreix l’hemoglobina i algunes proteïnes de caràcter enzimàtic necessàries per mantenir-ne l’estabilitat. La desaparició del nucli i altres orgànuls cel·lulars augmenta la capacitat del glòbul vermell per portar hemoglobina i augmenta la plasticitat de la cèl·lula necessària per poder passar per els capil·lars més estrets. Tornem al davant d’un altre exemple de la relació estructura-funció.

5.- Obriu amb el programa Motic les imatges: cel_02,cel_03 i cel_04, que trobareu a la carpeta “Preparacions de sang” cel_02: sang d’au cel_03: sang de peix cel_04: sang humana 6.- Identifiqueu els glòbuls blancs i els glòbuls vermells en cadascuna de les preparacions Fixeu-vos que atenent a la morfologia dels glòbuls vermells, podeu

fer dos grups amb les preparacions anteriors. Què caracteritza cadascun d’aquests grups?

Page 3: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

Els glòbuls vermells d’aus i peixos, tenen una forma el·líptica i, al contrari que en els eritròcits humans tenen nucli. Per tant, podríem establir dos grups, cadascun d’ells caracteritzats per la presència o absència de nucli cel·lular.

Escriviu una hipòtesi sobre quins avantatges pot tenir el fet de

presentar glòbuls vermells sense nucli. Contrasteu la vostra hipòtesi buscant informació sobre els eritròcits de diferents vertebrats.

La principal avantatge dels glòbuls vermells sense nucli és l’augment de la capacitat de càrrega d’hemoglobina, augmentant la capacitat de transport i intercanvi de gasos. Per altra banda, la manca de nucli i d’altres orgànuls cel·lulars incrementa la plasticitat de la cèl·lula fet que permet que els eritròcits puguin deformar-se la qual cosa els permet passar pels vasos de major diàmetre fins pels capil·lars més estrets. Cèl·lules estomàtiques Temporització

20 minuts per a l’observació dels estomes 30 minuts per a l’estudi del seu funcionament 45 minuts per a la realització de rèpliques de la superfície foliar i el càlcul

de la densitat d’estomes (es pot suprimir o simplificar aquesta part o distribuir la feina per grups)

Orientacions metodològiques Una possibilitat per incloure la realització de rèpliques de la superfície foliar (en una única sessió de pràctiques serà pràcticament impossible) podria ser que el professor o professora, només començar la classe, estengui una capa de laca d’ungles sobre la superfície de diferents fulles. Al final de la classe, serà molt ràpid fer l’observació i, fer fotografies, que es podran intercanviar posteriorment entre els alumnes per tal de fer els càlculs corresponents. Es pot completar l’estudi de les adaptacions dels vegetals als diferents ambients amb l’observació de preparacions microscòpiques de diferents espècies. Orientacions tècniques Cada estoma està format per dues cèl·lules especialitzades, denominades cèl·lules oclusives. Les cèl·lules oclusives es diferencien de les cèl·lules epitelials per la seva forma característica (tenen forma de ronyó), per què

Page 4: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències presenten cloroplasts i per què tenen les regions internes de les seves parets cel·lulars (les que estan en contacte amb l’obertura estomàtica) més gruixudes i menys elàstiques que la resta. L’obertura i el tancament dels estomes té lloc com a conseqüència dels canvis de turgència de les cèl·lules oclusives. L’obertura estomàtica depèn bàsicament de la distància que hi ha entre els marges interns de les dues cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic, les zones de les parets cel·lulars primes s’estenen més que les parts interiors rígides, i com a conseqüència l’estoma s’obre. Quan, pel contrari, les cèl·lules oclusives perden aigua, les zones de paret gruixuda s’apropen i l’estoma es tanca. Les cèl·lules oclusives tenen cloroplasts i, per tant, poden realitzar la fotosíntesi. Aquestes cèl·lules sintetitzen midó i el poden hidrolitzar en glucosa, de manera que causi, per osmosi, una entrada d’aigua en la cèl·lula; aquesta és la causa que els estomes acostumin a estar oberts durant el dia i tancats a les hores de foscor (naturalment també cal tenir en compte altres factors ambientals com la temperatura, la disponibilitat d’aigua...) Resultats esperats Estomes de Tradescantia muntada amb aigua, objectiu x40

Page 5: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

Estomes de Tradescantia muntada amb sol. de sacarosa (1mol/l), objec

èplica del revers d’una fulla de Tradescantia, objectiu x10

tiu x40

R

Page 6: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

èplica de l’anvers d’una fulla de Tradescantia, objectiu x10

R

Page 7: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

Neurones Les neurones junt amb les cèl·lules de la neuroglia són les constituents del sistema nerviós. Quan s’examina un tall histològic de qualsevol part del sistema nerviós amb el microscopi òptic s’observen dos components: l’anomenada substància gris, formada per els cossos cel·lulars de les neurones, i la substància blanca formada per els axons. A la pàg web: http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_nerviosatrobareu informació general sobre aquest tipus cel·lular. Llegiu-la i, després, completeu les següents qüestions:

1. Feu un esquema d’una neurona tipus i anoteu les seves parts. Quina funció té cada una d’elles?

2. Observeu les següents imatges de cèl·lules del sistema nerviós i compareu-les

amb la neurona tipus.

Cèl·lules de Purkinje Cèl·lules piramidals

7/27

Page 8: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

Feu una descripció de cada una d’elles. Què tenen en comú? Què les diferencia?

Neurona tipus Cèl·lula de Purkinje Cèl·lula piramidal Gran cos cel·lular de forma Cos cel·lular Gran cos cel·lular Piramidal.

Una dendrita molt ramificada i Del vèrtex surt una dendrita que es va ramificant, menys que en Les ramificacions estan totes les c. de Purkinje. Dels cantons de la orientades cap a dalt i formen Dendrites

una estructura arbòria. base surten dendrites curtes, també ramificades que s’orienten lateralment

Un axó prim que s’origina en De la base de la piràmide surt un axó prim Axó El cos cel·lular al cantó oposat

a les dendrites. 3. Cada un dels texts següents es refereix a un dels tipus de cèl·lules nervioses

que has descrit en l’apartat anterior. Digueu a quina neurona és refereix cada text. Què us ho fa pensar?

a) Són les neurones més grans del cerebel. Estan situades en una zona intermèdia i estant alineades com si fossin peces de dòmino. Fins a 200.000 axons poden fer sinapsis amb cada una d’aquestes cèl·lules. Cal tenir en compte que els axons fan sinapsis amb les dendrites.

Aquest text fa referència a les cèl·lules de Purkinje. En el text hi ha dues idees que permeten seleccionar aquest tipus cel·lular. Potser la més important és l’elevat nombre d’axons que fan sinapsis amb cada una d’aquestes cèl·lules. Això fa pensar que el nombre de terminacions dendrítiques ha de ser molt elevat. Per altra banda,la referència a l’alineació d’aquestes cèl·lules també hi fa pensar. Si comparem les dues imatges veiem com els cossos cel·lulars de les c. De Purkinje estan alineats i les dendrites estan col·locades en el mateix pla. En canvi, en la imatge de les cèl·lules piramidals, els cossos cel·lulars sembla que estan disposats a l’atzar

b) Són les neurones més típiques de l’escorça cerebral. El seus axons són la

principal font de sinapsis excitadores de l’escorça cerebral. El nom és deu a la forma del cos cel·lular. Hi ha un dendrita gruixuda que surt del vèrtex del soma i emet ramificacions. L’axó surt de la base del cos cel·lular.

Aquest text fa referència a les cèl·lules piramidals. De fet és una descripció de la seva morfologia.

8/27

Page 9: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

Podòcits

Fixeu-vos en la imatge i en els esquemes que hi ha continuació: De quin aparell estem tractant?

nefrona

Càpsula de Bowman

podòcit

capil·lar

9/27

Page 10: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

Les imatges fan referència al sistema excretor

1. Descriviu la forma de la cèl·lula anomenada podòcit El podòcit és una cèl·lula ramificada que envolta els capil·lars glomerulars. Hi ha unes llargues ramificacions primàries de les quals en surten d’altres de més curtes amb forma de dits que s’intercalen entre elles i amb les provinents d’altres podòcits. Informació: les ramificacions secundàries s’anomenen pedicels i l’espai que queda entre les diverses interdigitacions és constant, 25-60 nm. Aquets espais s’anomenen porus enfonsats

2. Tenint en compte la seva morfologia, amb quin tipus de funció la podríeu

relacionar? Per la seva forma i l’entramat que originen a la superfície dels capil·lars glomerulars es podria pensar que actuen com un segon filtre o de barrera. Informació: la funció d’aquests porus en el procés de la filtració encara és poc conegut. Però si que intervenen en el procés de filtració.

3. En l’esquema següent es representa el filtrat que té lloc a la càpsula de Bowman. Poseu nom a les fletxes ( )

Llum del capilar

1

2

3 Espai de la càpsula de Bowman

10/27

Page 11: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

1: cèl·lula epitelial 2: podòcit 3: nucli del podòcit

4. Què indica la direcció de les fletxes de color? Les fletxes ens indiquen la direcció del filtrat.

11/27

Page 12: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

Epiteli intestinal

Cèl·lula caliciforme

Enteròcit

Tall histològic de l’epiteli intestinal de l’intestí prim

Llum intestinal

Recordeu les funcions que realitza l’infestí prim, en ell té lloc l’absorció d’una bona part dels nutrients així com la secreció de mucus que afavoreix el trànsit intestinal i la secreció d’enzims digestius. 1.- Podeu relacionar els diferents tipus cel·lulars de la imatge anterior amb alguna d’aquestes funcions? Justifiqueu la vostra resposta (quina part de la seva estructura us dóna pistes sobre la seva funció?). Els enteròcits són les cèl·lules encarregades de l’absorció. A la part apical d’aquestes cèl·lules s’hi observa una zona de prolongacions, microvellositats, la missió de les quals és incrementar la superfície per tal d’afavorir el procés d’absorció. Per altra banda el nombre d’aquestes cèl·lules és molt superior, en aquesta imatge, al de les cèl·lules caliciformes, el que indicaria que són les encarregades de la funció principal: l’absorció. La cèl·lula caliciforme de la imatge té forma de bossa i s’obre a la llum intestinal on deixa anar els seu contingut. Per tant, sembla lògic relacionar aquest tipus cel·lular amb la secreció d’alguna substancia que afavoreixi el trànsit intestinal. 2.- Descriviu els dos tipus cel·lulars que formen l’epiteli intestinal Enteròcit : Cèl·lula rectangular, a la zona basal es localitza el nucli bastant gran. A la membrana citoplasmàtica s’hi observen unes prolongacions en forma de digitacions, anomenades microvellositats.

12/27

Page 13: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

Cèl·lula caliciforme: Té forma de calze, (d’aquí el seu nom) El peu del calze està orientat a la part basal dels enteròcits, mentre que la part de la copa esta orientada a la zona apical i s‘obre a la llum intestinal.

3.- Als enteròcits se’ls anomena cèl·lules polaritzades, per què creieu que és així? El terme polaritzat indica que hi ha dos pols, és a dir que hi ha una orientació. El fet que el nucli és situï-hi a la part basal de la cèl·lula ens permet dividir-la en dues zones, la part apical i la part basal. Aquesta divisió també es relaciona amb el sentit dels nutrients absorbits: van de la llum intestinal a la sang travessant tota la cèl·lula en el sentit apical-basal. 4.- Creieu que les extensions cel·lulars que hi ha a la membrana apical dels enteròcits, tenen una funció concreta? Quina?

La funció d’aquestes microvellositats és augmentar la superfície de membrana citoplasmàtica i afavorir el procés d’absorció de nutrients. La cèl·lula de la imatge següent és una cèl·lula secretora no intestinal sinó pancreàtica. 5.- Identifiqueu les següents estructures: Aparell de Golgi, Nucli, Reticle endoplasmàtic rugós( RGr), mitocondris i Làmina basal

Vesícules del Golgi

nucli

mitocondri

RGR

Làmina basal

13/27

Page 14: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

6.- Indiqueu on haurien d’estar els vasos sanguinis que subministren sang a aquesta cèl·lula Els vasos sanguinis haurien d’estar a la zona basal 7.- Si s’injecten aminoàcids radioactius al corrent sanguini, expliqueu les diferents parts de la cèl·lula secretora pancreàtica on es podria detectar radioactivitat fins l’alliberament de proteïnes per la cèl·lula Un cop els aminoàcids marcats entrin a la cèl·lula passaran a formar part del pool d’aminoàcids que s’usaran per a la síntesi de proteïnes per aquest motiu: La radioactivitat s’hauria de detectar en totes aquelles estructures relacionades amb la síntesis i secreció de proteïnes, és a dir, es detectaria (en aquest ordre) a :

- Reticle endoplasmàtic rugós - Aparell de Golgi - Vesícules de secreció

14/27

Page 15: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

Cnidòcits Fins i tot en els mars tropicals, les meduses causen més víctimes entre els banyistes que els taurons. Les seves “armes” són els cnidòcits. Els cnidòcits són cèl·lules amb una estructura característica, estan situades entre les cèl·lules epidèrmiques i reaccionen de forma automàtica per contacte, disparant un dard que injecta el verí que conté. El cnidòcit disposa d’una estructura denominada cnidocist que consisteix en una càpsula que conté substàncies tòxiques, al voltant de la qual s’enrotlla un filament que pot estar armat amb una sèrie d’espines. La part superior del nematocist està coberta per un opercle que s’obre quan es produeix l’estímul tàctil detectat pel cnidocil, un cili especialitzat que es troba al costat de l’opercle. Les espines del filament poden actuar com un arpó quan es produeix l’activació del cnidocil i serveix per subjectar les preses o fixar les meduses al substrat. No tots els nematocists poden travessar la pell humana i també depèn de la part del cos que es tracti, no és el mateix la pell de la mà o el peu que la de la cara o la pell

d’un nen petit respecte a la d’un adult. Cada cnidòcit només es pot disparar una vegada, un cop descarregat és reemplaçat per una altra cèl·lula. La descàrrega del nematocist és automàtica, per tant, tant les restes de pell o tentacles separats del cos de la medusa poden, durant un temps, produir els mateixos efectes que la medusa viva. Cnidòcit armat i disparat. A la part de dalt: efecte en la pell de la víctima.

Font: http://www.juntadeandalucia.es/salud/contenidos/medusas/%C3%93rganos%20de%20defensa%20y%20captura%20de%20pres

as.pdf

Després d’una acurada lectura del text anterior que descriu l’estructura i explica el funcionament d’un cnidòcit, la vostra tasca és construir un model per explicar el funcionament d’aquesta cèl·lula especialitzada.

15/27

Page 16: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

Penseu que el vostre model necessàriament haurà de ser més senzill que un cnidòcit real, la seva funció és ajudar a entendre el seu funcionament. Heu d’indicar a quina estructura del cnidòcit correspon cadascun dels elements del vostre model.

Suggeriment de material que podríeu fer servir: - guants de goma o làtex - aigua -... i tot allò que trobeu per casa

16/27

Page 17: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

Melanòcits El color de la pell és degut a tres factors:

Coloració groga pròpia de la pell i deguda a pigments carotenoides localitzats al greix subcutani.

Concentració i estat d’oxigenació de l’hemoglobulina i altres pigments de la sang.

Quantitat de melanina. La quantitat del pigment melanina present a les cèl·lules epidèrmiques és el factor mes decisiu en la determinació del color de la pell. Aquest pigment es sintetitza en unes cèl·lules especialitzades, anomenades: melanòcits Es localitzen, majoritàriament, a la capa basal de l’epidermis

squema 1. Observeu l’esquema 1 i descriviu la

morfo

epidermis

dermis

melanòcit

E

logia del melanòcit El melanòcit és una cèl·lula, més o menys, prismàtica amb un gran nucli central. En l’esquema s’observa que és una cèl·lula polaritzada amb la maquinària de síntesi proteica a la part basal i unes llargues ramificacions a la part apical que s’internalitzen a l’epidermis. A l’interior d’aquestes ramificacions s’observen els grànuls de secreció, melanossomes, carregats de melanina.

17/27

Page 18: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

La melanina, un cop sintetitzada, es emmagatzemada en vesícules de secreció anomenades melanossomes. En l’esquema anterior, els melanossomes apareixen com puntuacions marrons. 1. Observeu l’esquema 1, i intenteu explicar com és que si els melanòcits estan,

majoritàriament, a la capà basal de l’epidermis, és la melanina la principal responsable de la coloració de la pell.

Segons es pot veure a l’esquema, els melanossomes pugen per les digitacions de la cèl·lula que s’internalitzen per l’epidermis. A més van passant a les cèl·lules epidèrmiques que estan en contacte amb les digitacions dels melanòcits. D’aquesta manera la melanina passa a les cèl·lules epidèrmiques. La síntesi de melanina està dirigida per una hormona. A la membrana plasmàtica dels melanòcits s’hi localitzen els receptors de l’hormona MSH, hormona estimulant dels melanòcits. Aquesta hormona es sintetitza a la hipòfisis (glàndula pituïtària) situada a la base del crani. La llum ultraviolada incrementa tant la síntesi de MSH, com la dels receptors. Esquema 2

tirosina

melanina

tirosina

melanina

Baixa exposició als UV Exposició als UV

2. Observeu l’esquema 2. i intenteu explicar el que succeeix en cada situació. Anomeneu cadascun dels elements que surten a l’esquema.

En l’esquema corresponent a la baixa exposició als UV, només una molècula d’hormona (color vermell) esta unida al seu receptor de membrana (color marró) en el melanòcit .Es dedueix que hi ha poca síntesi de MSH. La síntesi de melanina està en situació basal i per aquest motiu la quantitat de melanina a la cèl·lula epidèrmica és baixa i el color és clar. En canvi, a l’altre esquema corresponent a una radiació major, el nombre de molècules de MSH unides als receptors de membrana del melanòcit és superior. Es dedueix que ha augmentat tant la producció de MSH a la hipòfisi (estimulada per la radiació UV) com la dels receptors de membrana. Això implica que la síntesis de melanina està activada, per aquesta raó, la quantitat de melanina a la cèl·lula epidèrmica és més gran i agafa un color bru.

18/27

Page 19: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

3. Si us hi fixeu, veureu que a l’esquema anterior corresponent a l’exposició solar, els melanossomes s’agrupen al voltant del nucli. Creieu què és una casualitat o bé té alguna funció? En cas afirmatiu, quina penseu que pot ser? El fet que els melanossomes es disposin al voltant del nucli pot indicar que la melanina crea una barrera de protecció per impedir l’efecte perjudicial dels raigs UV sobre l’ADN del nucli.

4. Ordeneu les següents frases intentant formar una seqüència temporal

a.- Disseminació dels melanossomes per les prolongacions dels melanòcits b.- Prendre el sol c.- Transferència de melanossomes a les cèl·lules epitelials d.- Activació de la síntesi de melanina e.- Melanina acumulada en vesícules de secreció, melanossomes f.- Enfosquiment de la melanina ja existent

Ordre: b.- Prendre el sol f.- Enfosquiment de la melanina ja existent d.- Activació de la síntesi de melanina e.- Melanina acumulada en vesícules de secreció, melanossomes a.- Disseminació dels melanossomes per les prolongacions dels melanòcits c.- Transferència de melanossomes a les cèl·lules epitelials

19/27

Page 20: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

La cèl·lula muscular Les cèl·lules musculars, especialment les del teixit muscular esquelètic, són cèl·lules altament especialitzades. Tant és així que els seus components, comuns a altres tipus cel·lulars han rebut noms especials:

• membrana plasmàtica = sarcolema • citoplasma = sarcoplasma • reticle endoplasmàtic = reticle sarcoplasmàtic • mitocòndries = sarcosomes

Totes les cèl·lules es poden contraure per tal de realitzar determinades funcions. En els organismes pluricel·lulars, però, algunes cèl·lules s’especialitzen per realitzar el moviment d’òrgans o teixits. Aquestes cèl·lules poden treballar individualment o bé agrupar-se per formar músculs Repassem les funcions que du a terme el teixit muscular:

- Moviment del cos - Estabilització de les posicions - Regulació del volum dels òrgans - Moviment de substancies per l’interior de l’organisme: sang, limfa,

orina, aire, aliments, esperma - Producció de calor: moviments incontrolats del múscul esquelètic,

tremolor Múscul esquelètic: Penseu per un moment, en els milers de moviments que podeu fer amb les mans: la precisió, la rapidesa, la força, la suavitat, la sincronia... Per dur-ho a terme entra en joc una maquinaria molt complexa en la qual intervenen:

La complexitat de les fibres musculars esquelètiques El sistema nerviós El sistema circulatori L’ATP, el calci, el magnesi,

La capacitat contràctil dels músculs, i també la característica diferencial de la fibra muscular respecte la resta de cèl·lules, ve donada per la disposició altament estructurada de diverses proteïnes fibril·lars. La màxima complexitat la trobem en el múscul esquelètic. En aquesta activitat intentarem entendre l’arquitectura de la fibra muscular esquelètica i el mecanisme de la contracció.

20/27

Page 21: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

1: Arquitectura de la fibra muscular esquelètica: 1-a. Observa les següents imatges:

*

La imatge de l’esquerra és un esquema d’un múscul tallat transversalment, la qual cosa permet veure la seva estructura interna; Cadascuna de les estructures marcades amb un asterisc (*) representa una fibra muscular. L’ imatge de la dreta és una fotografia feta amb el microscopi òptic: a la part superior és veuen fibres musculars tallades longitudinalment, (en teniu una encerclada amb una línea negra). La part inferior correspon a fibres musculars tallades transversalment.

1. Amb l’ajut de les imatges anteriors, descriu la morfologia de la fibra muscular.

Les fibres, o cèl·lules, musculars tenen forma de fus. La part central de la cèl·lula és més ample que els extrems.

2. Creus que el conjunt de fibres que formen un múscul estan disposades d’alguna manera especial? Quina?

Segons s’observa a les imatges, les fibres es disposen unes al costat de les altres formant feixos. Els feixos, també es disposen al costat uns dels altres fins a formar el múscul

21/27

Page 22: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

1-b. Anem a l’interior de la fibra muscular: L’interior de la cèl·lula muscular està farcit de “fibril·les” en disposició paral·lela a l’eix longitudinal de la cèl·lula, s’anomenen: miofibril·les

Imatge superior: miofibril·les vistes amb el microscopi òptic. Imatge inferior:miofibril·les vistes amb el microscopi electrònic.

1. Descriu el que s’observa en aquestes imatges.

Tant en la imatge corresponent al M. òptic com a la corresponent a la del M. electrònic, s’observa un patró d’estries. El patró és molt regular, és a dir, les distàncies entre les diferents ratlles és constant. En la imatge corresponent al M. electrònic es pot veure que hi ha diversos tipus de bandes que es van repetint: - hi ha una banda clara travessada per una línea més fosca.

- al costat de la banda anterior, hi ha una banda fosca, més ampla que l’anterior, travessada per una banda molt estreta més clara i que a la vegada està travessada per una línea fosca.

22/27

Page 23: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

2.Després de llegir el següent text posa nom a les fletxes de la imatge :

“Quan observem fibres musculars amb el microscopi òptic, apareixen estries transversals originades per l’alternança da bandes clares i fosques. Les bandes fosques s’anomenen bandes A i les bandes clares, bandes I. En el centre de cada banda clara s’observa una línea mes fosca, anomenada línea Z. Al centre de la banda A hi ha una petita interrupció més clara, la banda H en el centre de la qual hi ha una línea fosca, la línea M. Les estries observades al microscopi òptic són degudes a la repetició d’una unitat anomenada sarcòmer. Cada sarcòmer està format per la part de la miofibril·la que queda entre dues línees Z successives; conté una banda A i dues mitges bandes I. Quan es fa l’observació al microscopi electrònic es veu que aquesta estructura és el resultat de la presència de filaments de dos tipus diferents, disposats longitudinalment seguint l’eix més llarg de la cèl·lula i organitzats de manera simètrica i paral·lela.” Línea Z

Banda I

Banda A

Banda H Línea M

Sarcòmer

23/27

Page 24: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

1-c. Qui és qui en aquesta complexa maquinària L’estudi a nivell molecular d’aquesta estructura revela la presència de com a mínim de quatre proteïnes:

Miosina

Actina

Tropomiosina

Troponina

La miosina i l’actina representen un 55% de tot el múscul estriat.

Filament de miosina

Filament d¡Actina

24/27

Page 25: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

Com són els filaments d’actina:

Components

Filament

Monòmer d’actina

Troponina

Tropomiosina

Com són els filaments de miosina:

Components

Filament Molècula de miosina

Meromosina lleugera

Meromiosina pesada

25/27

Page 26: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

Mira els videos de les següents pàgines web. En acabat redacta un text que expliqui el mecanisme de la contracció. Pàg.1 http://images.google.es/imgres?imgurl=http://magisnef.files.wordpress.com/2007/04/untitled-1-copy.jpg&imgrefurl=http://magisnef.wordpress.com/2007/04/02/fisiologia-muscular-componentes-del-musculo/&usg=__5mrZsn3aZf2sJJjCXwsQKBm1aZ0=&h=598&w=818&sz=174&hl=es&start=1&tbnid=ll0Bu4_Srq23mM:&tbnh=105&tbnw=144&prev=/images%3Fq%3Dsarcomero%26gbv%3D2%26hl%3Des%26sa%3DG Pàg.2 http://science.nhmccd.edu/BioL/ap1int.htm#muscleSeleccionar: Sarcomer Shortening Pàg.3 http://www.sci.sdsu.edu/movies/actin_myosin_gif.html Pàg.4 http://www.wiley.com/college/pratt/0471393878/student/animations/actin_myosin/actin_myosin.swf

A la pestanya on posa “Choose a secction” seleccions l’opció “Reaction mechanism”. Per veure el mecanisme pas a pas, clica

Proposem no entrar en detalls sobre el funcionament de l’actina i la miosina, ens podríem quedar amb la imatge que es presenta en el primer dels vídeos que es suggereixen. A segon curs, s’inicia l’estudi del metabolisme a partir de l’ATP que es necessita per la contracció de la fibra muscular. Allà s’estudia amb detall aquets procés.

26/27

Page 27: La cèl·lula o les cèl·lules? Guia didàctica · cèl·lules oclusives. Quan les cèl·lules augmenten la seva turgència a causa de l’entrada d’aigua per un procés osmòtic,

______________________________________Centre de Documentació i Experimentació en ciències

Conclusions Poseu en comú amb la resta de la classe la informació que teniu ara sobre cadascun dels tipus cel·lulars i ompliu la següent taula.

Tipus cel·lular Situació en l’organisme

Funció Adaptació morfològica

Eritròcit Sang

Absència de Transport i nucli i intercanvi de gasos d’orgànuls Neurona Transmissió de cervell Dendrites i axons senyals

Podòcit

Sembla que Capil·lars del impedir el pas de pedicels glomèrul (excretor) determinades

molècules Enteròcit Absorció de Microvellositats i Epiteli tub intestinal nutrients polaritat Cnidòcit Tentacles de Urticant, defensa i Mecanisme meduses atac disparador Melanòcit Secreció de Pell interdigitacions melanina Cèl·lules Mecanisme

Epidermis fulles Intercanvi de gasos estomàtiques d’apertura i tancament Quines són les vostres conclusions després d’haver fet aquesta activitat? Després d’haver fet aquesta activitat, els alumnes han d’haver comprés que no hi ha un únic tipus de cèl·lula, sinó molts de diferents. La forma de la cèl·lula és variada i es relaciona amb la funció que realitza en els diferents teixits. Algunes tenen formes típiques i d’altres no tant. A més de la relació amb la funció que realitzen, la forma de les cèl·lules també depèn de que es trobin aïllades o no. Moltes cèl·lules quan es troben en un líquid tendeixen a prendre una forma més o menys esfèrica i, quan estan agrupades en grans masses, adopten una forma polièdrica. La grandària, a la vegada, està relacionada amb la funció que desenvolupa cada cèl·lula. Generalment, aquesta grandària esdevé constant per a cada tipus cel·lular i independent de la grandària de l'organisme, és a dir, que la cèl·lula del fetge d'un ésser humà és del mateix ordre de grandària que la d'un ratolí. Per aquest motiu, la diferència de grandària d’un òrgan entre organismes es deu a la quantitat de cèl·lules i no a la grandària de les mateixes.

27/27