Conceptes Essencials de Biologia: Cèl·lules i Processos Vitals
1. Biomolècules i Cicle del Carboni
a) Elements Químics Essencials
Els elements químics essencials presents en les molècules orgàniques i les seves funcions principals són:
- Carboni (C), Hidrogen (H) i Oxigen (O): Presents en totes les molècules orgàniques.
- Nitrogen (N): Component d'aminoàcids, proteïnes, bases nitrogenades i àcids nucleics.
- Fòsfor (P): Es troba en lípids (fosfolípids) i àcids nucleics (ADN, ARN).
- Sofre (S): Present en alguns aminoàcids (metionina, cisteïna) i, per tant, en proteïnes.
b) Origen del Carboni Orgànic
La principal font de carboni per a la matèria orgànica prové de l'atmosfera. Això es deu al fet que l'origen de la major part de la matèria orgànica és la fotosíntesi, un procés que utilitza el diòxid de carboni (CO₂) de l'atmosfera i l'aigua (H₂O) de la pluja per sintetitzar compostos orgànics.
2. Tipus Cel·lulars i Estructures
a) Diferències entre Cèl·lules
Les principals diferències entre els tipus cel·lulars són:
Cèl·lules Procariotes vs. Eucariotes:
- Les cèl·lules procariotes no tenen nucli definit ni orgànuls membranosos (excepte els ribosomes), a diferència de les eucariotes.
- La mida cel·lular de les procariotes oscil·la entre 1 i 10 micròmetres, mentre que la de les eucariotes és de 10 a 100 micròmetres.
- Les procariotes posseeixen ADN circular, mentre que les eucariotes tenen ADN lineal.
Cèl·lules Vegetals:
Les cèl·lules vegetals presenten estructures exclusives que no es troben en les cèl·lules animals:
- Paret cel·lular: Proporciona suport i protecció.
- Cloroplasts: Orgànuls on es realitza la fotosíntesi.
- Grans vacúols centrals: Emmagatzemen aigua, nutrients i productes de rebuig.
En canvi, les cèl·lules vegetals generalment no tenen centrosoma o centríols, presents en cèl·lules animals.
b) Identificació d'una Cèl·lula Vegetal
b1) Tipus de Cèl·lula:
La cèl·lula descrita és una cèl·lula vegetal.
b2) Estructures Cel·lulars:
Les estructures que es mostren en una cèl·lula vegetal són:
- Paret cel·lular
- Cloroplast
- Nucli
- Vacúols
- Cordó de hialoplasma (citoplasma)
3. Metabolisme Cel·lular
a) Definició i Divisió del Metabolisme
El metabolisme és el conjunt de totes les reaccions químiques que es produeixen a l'interior de les cèl·lules. Es divideix en dues categories principals:
- Anabolisme: Processos de síntesi de molècules complexes a partir de molècules més simples, que requereixen energia.
- Catabolisme: Processos de degradació de molècules complexes en molècules més simples, que alliberen energia.
b) Exemples de Processos Metabòlics
- Processos catabòlics: Respiració cel·lular, fermentació.
- Processos anabòlics: Fotosíntesi, quimiosíntesi.
c) Metabolisme en Organismes Vius
c1) Necessitat de Processos Metabòlics:
Sí, s'han d'haver donat necessàriament processos metabòlics, ja que la presència d'organismes vius implica activitat cel·lular. El que pot haver passat és que s'hagin donat processos contraris o complementaris, com ara la fotosíntesi i la respiració cel·lular, que són fonamentals per al cicle de la vida.
c2) Exemples d'Organismes:
Qualsevol animal i qualsevol planta realitzen processos metabòlics.
4. Divisió Cel·lular: Mitosi i Meiosi
a) Mitosi vs. Meiosi: Definició i Diferències
La mitosi és el procés de divisió del nucli que forma part de la reproducció de les cèl·lules somàtiques. Consisteix en la distribució equitativa dels cromosomes duplicats entre les dues cèl·lules filles, resultant en dues cèl·lules genèticament idèntiques a la progenitora.
La meiosi és un procés de divisió cel·lular en què una cèl·lula diploide (2n) dóna lloc a quatre cèl·lules haploides (n) o gàmetes, amb la meitat del nombre de cromosomes de la cèl·lula original.
Les principals diferències entre mitosi i meiosi són:
- La mitosi té lloc en totes les cèl·lules somàtiques, mentre que la meiosi només es produeix en les cèl·lules reproductores sexuals (cèl·lules germinals).
- En la mitosi, una cèl·lula 2n dóna lloc a dues cèl·lules 2n.
- En la meiosi, una cèl·lula 2n dóna lloc a quatre cèl·lules n.
b) Fases de la Meiosi I
b1) Tipus de Divisió:
El procés descrit és la meiosi.
b2) Fases de la Profase I:
Totes les fases esmentades tenen lloc durant la Profase I de la primera divisió meiòtica:
- Fase d'aparellament dels cromosomes homòlegs (Leptotè/Zigotè).
- Fase d'unió o entrecreuament cromosòmic (Paquitè), on es produeix l'intercanvi de material genètic.
- Fase d'orientació dels bivalents i començament de la separació (Diplotè), on els cromosomes homòlegs comencen a separar-se, mantenint-se units pels quiasmes.
5. Microorganismes i Salut
a) Definició i Tipus de Microorganismes
Els microorganismes són un grup molt heterogeni d'organismes que, per la seva mida reduïda, només són visibles al microscopi. Inclouen:
- Virus
- Bacteris
- Fongs
- Protozous
- Algues microscòpiques
b) Exemples de Microorganismes Patògens
Alguns exemples de microorganismes patògens i les malalties que causen són:
- VIH (Virus de la SIDA)
- Plasmodium (Protozou de la malària)
- Candida (Fong de la candidiasi)
- Ebola (Virus de la malaltia de l'Ebola)
- Vibrio cholerae (Bacteri del còlera)
c) Història de la Medicina i Asepsia
c1) Transmissió d'Infeccions:
Antigament, els cirurgians transmetien infeccions als pacients per la manca d'asèpsia, és a dir, per no aplicar mesures d'higiene i esterilització adequades durant les intervencions.
c2) Mètodes de Prevenció:
Per prevenir la transmissió d'infeccions, s'utilitzen mètodes d'esterilització, que eliminen tots els microorganismes d'un objecte o superfície.