«Com que una de les incògnites més belles i nobles de la Naturalesa

consisteix en si existeix un únic món o molts, interrogant que l’ésser

humà anhela aclarir, pareix doncs desitjable que indaguem en aquesta

qüestió».

Alberto Magno (1 193-1 280).

QUÈ SAPS DE...?1. Digues tres circumstàncies pròpies de la Terra

que, segons el teu criteri, hagen permés el des-envolupament de la vida.

2. Per poder considerar qualsevol estructura com a un ésser viu, és necessari que siga capaç de reali-tzar tres funcions, saps quines són?

3. Imagina que ets un professor i vols dibuixar una cèl·lula per explicar les seues parts, com seria aqueix dibuix?

4. Si volgueres transmetre als teus alumnes la for-ma de les cèl·lules, quin objecte utilitzaries com a exemple?

a) Una moneda. b) Un globus ple d’aigua. c) Una bola de billar. Per què?5. Digues si les següents frases són vertaderes o falses: a) L’abundància del carboni a les seues molècules

és el que més distingeix els éssers vius dels no vius.

b) Tots els éssers vius estan compostos de nom-broses cèl·lules, són pluricel·lulars.

c) Les plantes realitzen la fotosíntesi per obtenir diòxid de carboni.

d) Els gàmetes intervenen en la reproducció sexual.

e) La vida es va originar a un medi aquàtic.

APRENDRÀS A…— Conèixer les circumstàncies que han possibilitat

el desenvolupament dels éssers vius a la Terra.

— Distingir entre la composició de la matèria inert i la de la matèria viva.

— Comprendre que la cèl·lula és l’estructura mínima capaç de desenvolupar les funcions vitals.

— Conèixer les funcions exercides pels éssers vius.

— Fer ús del microscopi òptic..

Existirà vida a algun dels planetes que giren al voltant dels milions d’estreles de l’Univers?L’ésser humà ha imaginat sempre l’existència d’éssers extraterrestres intel·ligents, amb formes paregudes a la seua. Encara que s’han instal·lat enormes antenes amb la fi nalitat d’enviar i rebre senyals d’altres llocs a l’espai, fi ns ara no ha contestat ningú.Quines condicions s’han donat a la Terra per al desenvolupament de vida? D’on han sorgit les molècules que constitueixen els éssers vius? Què necessita un ésser viu per funcionar?Aquestos interrogants, i molts més, són propis de l’única (o tal volta no) espècie capaç de pensar en ella mateixa i en el seu destí. Com a integrant de l’espècie humana, anima’t a cercar respostes!

D’on sorgeix la vida?Agafa tres bosses de plàstic per a aliments i tres lles-ques de pa de motlle. Humiteja amb aigua una de les llesques i introdueix-la a una de les bosses. Una volta tancada, posa-la a l’interior de l’armari de l’aula.

Fes el mateix amb la segona llesca, però sense afegir-li aigua. La tercera llesca, seca i a l’interior de la seua

bossa, posa-la a un lloc de la classe on reba directament els rajos del sol. Mantín les bosses als seus llocs durant tres o quatre dies.

— Observa diàriament les bosses i pren nota dels canvis apreciats.

— Quan concloga l’experiència, contesta les següents pre-guntes:

• Què s’ha desenvolupat sobre el pa? • Com expliques l’aparició d’aqueix microorganisme so-

bre un aliment tancat a una bossa? • Quines condicions han resultat més favorables per a

aqueix desenvolupament?

ELS ÉSSERS VIUS

7

124

7 PER QUÈ EXISTEIX VIDA A LA TERRA?La vida no ha existit sempre al nostre planeta. La Terra es va formar fa uns quatre mil sis-cents milions d’anys, mentre que els primers éssers vius van aparèixer uns mil milions d’anys després.

L’aparició d’éssers vius a la Terra va exigir les següents condicions:

• Un medi líquid on es produïren les reaccions químiques.• Determinats elements químics, amb la capacitat d’unir-se entre ells per formar

complexes molècules orgàniques.• Una font d’energia que activés les reaccions.• Una temperatura adequada, que depén de la distància al Sol.

Activitat resolta

Com es van donar a la Terra les condicions per al desenvolupament de la vida?

La majoria dels éssers vius necessiten oxigen, aigua líquida i energia per viure. Sabem que quan es va formar la Terra no hi havia oxigen a l’atmosfera, ni tampoc aigua líquida a la superfície terrestre, només hi havia vapor d’aigua sobre ella. Què va ocórrer aleshores perquè hi apareguera la vida?

El vapor d’aigua va haver de condensar-se i passar d’estat de vapor a l’estat líquid. L’oxigen va ser alliberat a l’atmosfera pels primers és-sers vius fotosintètics. L’energia necessària procedia del Sol.

11

L’atmosfera protectora

L’atmosfera primitiva mancava d’oxigen. Amb l’aparició a l’aigua dels primers organismes fotosin-tètics, la concentració d’oxigen atmosfèric va augmentar. Amb l’oxigen va aparèixer l’ozó que, al absorbir la roïna radiació ul-traviolada del Sol, va permetre el desenvolupament de la vida sobre la superfície de la Terra.

Sabies que...*

Fig. 7.2 Les condicions del riu Tinto poden ésser

similars a les de Mart.

Hi ha algú?

SETI@home és un salvapantalles gratuït que instal·lat al teu PC analitza senyals de l’espai per detectar indicis d’intel·ligència extraterrestre.Descarrega’l i converteix-te en investigador espacial!

A la Terra es van donar les condicions per a la vida.Fig. 7.1

POT HAVER-HI VIDA A ALTRES LLOCS DE L’UNIVERS?

L’Univers conté milions de galàxies i cadascu-na d’aquestes, milions d’estreles. Al voltant d’algunes estreles orbiten planetes. Coneixem més de cent planetes extrasolars, però estan massa lluny per estudiar-los. Per això, els es-forços s’han concentrat en l’anàlisi dels plane-tes del Sistema Solar. Devem descartar aquells planetes les propietats dels quals siguen in-compatibles amb la vida, tal com apareix so-bre la Terra, com la inexistència d’atmosfera, l’absència d’un medi líquid i la seua excessiva proximitat al Sol.

QUINA VIDA BUSQUEM?

Els projectes actuals de la NASA tracten d’esbrinar si a determinats planetes es van donar les condicions necessàries per al desenvolupament d’algun ésser viu.

Els esforços de la investigació espacial actual es centren en l’estudi de Mart, Tità (satèl·lit de Saturn) i Europa (satèl·lit de Júpiter) on es cerca un medi líquid i

molècules orgàniques senzilles que permitisquen algun tipus de vida.

La troballa de microorganismes que viuen en condicions extremes a la Terra estimula la seua recerca a planetes propers. Bacteris que suporten 40 ºC baix zero a Alaska, o que sobreviuen sota quatre-cents metres de sediments marins, o que obtenen la seua energia a partir del ferro de les aigües del riu Tinto a Huelva, poden ser exemples del tipus de vida que s’està cercant a l’espai exterior.

AA

BB

125

Fig. 7.3 Zones i límits de la biosfera.

ON TROBEM VIDA?S’anomena biosfera el conjunt de zones de la Terra on es troben éssers vius.

La biosfera conté tres tipus de medis: aeri, líquid i terrestre.

• Medi aeri. Comprén el nivell inferior de l’atmosfera, la troposfera, on desenvo-lupen la seua activitat els organismes voladors.

• Medi líquid. Inclou la hidrosfera, la part líquida del planeta. Està dividida en tres grups: les aigües continentals, com els llacs, els rius, els torrents i els pantans, les aigües subterrànies i les aigües marines, que es subdivideixen en les se-güents regions:

— Zona litoral. És l’àrea costanera subjecta a la influència de les marees. — Zona nerítica. És la massa d’aigua que cobreix la plataforma continental. — Zona pelàgica. És l’àrea de mar obert amb una profunditat de fins a 200

metres. — Zona batial. Es localitza per baix de la zona pelàgica fins als 2 000 metres. — Zona abissal. Són els fons oceànics des dels 2 000 metres.

• Medi terrestre. Està compost per la litosfera, la part superficial sòlida de la Terra. Hi ha éssers vius des de la superfície fins a alguns quilòmetres de profunditat, on poden viure alguns tipus de bacteris.

22

1 La vida a la Terra es va originar a l’aigua. Com va aparèixer l’aigua a la superfície terrestre?

2 Per què creus que la NASA està tant interessada

en trobar organismes que visquen en condicions ex-tremes a diferents llocs de la Terra?

3 Sobre quins tipus de medis es pot desenvolupar vida? Quins són?

Activitats

Extremòfils?

Els extremòfils són els orga-nismes que viuen en llocs amb condicions físiques extremes. El bacteri Metanococcus jan-naschii viu 3 quilòmetres baix terra a una temperatura de 85 ºC, sense utilitzar oxigen i nodrint-se de metà. Té 1 738 gens, dels quals més de la meitat són nous per a la cièn-cia. Un ésser humà té entre 20 000 i 30 000 gens.

Sabies que... *

10 000

9 000

8 000

7 000

6 000

5 000

4 000

3 000

2 000

1 000

0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

Límit de vidaen les muntanyesde zones tropicals:aproximadament 6 000 m

Bio

sfe

ra

Boscos: des de 0 fins3 000-3 500. Per damuntd’aquesta altitutno hi ha arbres.

Límit del volde les aus: al voltant de10 000 m

Límit de vidaen les muntanyesde regions templades si fredes:aproximadament 4 000 m

Màxima concentraciód’èssers vius: entre 3 000 md’altitut i 2 000 baix elnivell de la mar.

Fosses oceàniques: límit inferiorde la vida, a uns 10 000 m.

CD

Al CD de l’alumne podràs trobar una activitat interactiva sobre per què hi ha vida a la Terra.

126

7 ESTEM FETS D’ELEMENTS QUÍMICSEls éssers vius estan constituïts per elements químics. Però, d’on procedeixen aqueixos elements?

• L’Univers conté hidrogen (75 %) i heli (23 %). La resta dels elements, com carboni, oxigen, ferro, etcètera, es van formar d’ells mitjançant reaccions que van ocórrer a l’interior de les estreles.

• Una volta formats a l’Univers, els elements químics es van concentrar en grans quantitats i van donar lloc als minerals i les roques, dels quals van sorgir els pla-netes.

• Sobre la superfície de la Terra, alguns elements es van combinar entre sí i van donar lloc a les molècules que constituïren els éssers vius.

ELS BIOELEMENTS

De tots els elements químics que formen l’escorça terrestre, tan sols vint-i-cinc són components essencials de tots els éssers vius. Existeixen altres que formen part d’alguns organismes, però que no es troben en tots ells.

Bioelements són aquells elements químics que apareixen a la composició dels éssers vius.

Segons la seua abundància als éssers vius, els bioelements es poden classificar en primaris i secundaris.

• Primaris. Es troben a tots els éssers vius i formen les seues molècules principals. Són els més abundants, com el carboni, l’hidrogen, l’oxigen, el nitrogen, el sofre i el fòsfor.

• Secundaris. Apareixen en menor quantitat. Alguns són indispensables, com el magnesi, el calci, el sodi, el potassi, el clor o el ferro, i altres només apareixen a alguns organismes, com el brom, el zinc i el plom.

33

AAFig. 7.4 Els elements químics

es van formar a les estreles.

Matèria orgànica i matèria inorgànicaAntigament es denominava matèria orgànica aquella que tenien els éssers vius. Avui en dia la química orgànica (o química del carboni) estudia els compostos més complexes formats pel carboni, mentre que la química inorgànica inclou els compostos de carboni més senzills, com el diòxid de car-boni o els carbonats, i la resta dels elements químics i les seues combinacions.

Sabies que...*

Activitat resolta

La importància del carboni

Els éssers vius, a diferència dels inerts, contenen moltes molècules orgàniques en les que el carboni és l’element fonamental.

Encara que el silici és més abundant que el carboni a l’escorça terrestre, les propietats d’aquest últim van resultar més idònies per constituir la matèria viva. El carboni forma enllaços amb sí mateix i amb l’hidrogen, l’oxigen i el nitrogen, i origina la majoria de les molècules orgàniques dels éssers vius.

A1A1

Cadena de carbonis típica de les

biomolècules orgàniques.

Fig. 7.5

Els ossos dels vertebrats contenen calci i els glòbuls rojos de la sang contenen ferro. Creus que aquestos elements són els mateixos que te-nen la calcita (mineral amb calci) i una pota de ferro d’un pupitre?Els elements químics consti-tueixen la matèria que forma tot l’Univers. Apa-reixen tant als minerals i les roques com als és-sers vius, i no existeix cap diferència entre ells. El calci de la calcita i el ferro de la pota són els

mateixos que els dels ossos i la sang. De fet, els éssers vius intercanvien elements químics amb el medi on viuen. Les plantes absorbeixen del sòl elements procedents de la descomposició de les roques; aqueixos elements passaran al nostre cos al menjar la planta i tornaran al sòl després de la nostra mort.

127

LES BIOMOLÈCULES

Les biomolècules són el resultat de la unió entre distints bioelements. Són les molècules que constitueixen els éssers vius.

Els elements químics es combinen entre sí per formar molècules. En alguns casos, aquesta combinació origina cossos inanimats, com els minerals i les roques; en altres, el resultat són les molècules de la vida. Al analitzar la matèria viva ens trobem amb dos tipus de biomolècules: inorgàniques i orgàniques.

• Biomolècules inorgàniques. Són molt nombroses i es poden classificar en tres grups: aigua, sals minerals i gasos respiratoris.

— L’aigua és la molècula més abundant entre els éssers vius. És el medi on es produeixen les reaccions químiques de totes les cèl·lules.

— Les sals minerals inclouen els components minerals dels ossos, les closques o les petxines, i els ions i molècules dissolts als líquids interns, com la sang, la saba o el contingut cel·lular.

— Els gasos respiratoris, com l’oxigen i el diòxid de carboni, s’intercanvien amb el medi durant la respiració.

• Biomolècules orgàniques. També són molt nombroses i es classifiquen en qua-tre grups: glúcids, lípids, proteïnes i àcids nucleics.

— Glúcids. També anomenats hidrats de carboni. Hi ha simples, com els sucres, entre els que estan la glucosa (el principal combustible de les nostres cèl·lules) o la sacarosa (el sucre de taula), i complexes, com el midó (elaborat per les plantes) o la cel·lulosa (constituent de la fibra vegetal).

— Lípids. Entre ells destaquen les grasses, que ens aporten energia i ens protegeixen del fred, i els lípids que componen les membra-nes cel·lulars, entre els que figura el coles-terol.

— Proteïnes. Existeixen molts tipus diferents. La majoria desenvolupa una funció estructu-ral, això és, són elements de construcció de les cèl·lules. Hi ha proteïnes de membrana, d’altres són contràctils (als músculs), algu-nes són de transport (a la sang), d’altres són defensives (com els anticossos). També són

proteïnes els enzims, unes molècules que són indispensables perquè es pro-dueixen totes les reaccions que tenen lloc a les cèl·lules.

— Àcids nucleics. Dels quals hi ha dos tipus: l’ADN, àcid desoxiribonucleic, amb el que estan construïts els gens (unitat d’informació responsable d’una deter-minada característica de l’individu) i l’ARN, àcid ribonucleic, necessari per al funcionament dels gens

BB

4 Els següents percentatges expressen la composició mitja del nostre cos.

Composició Percentatge

Aigua 65 %

Proteïnes 18 %

Lípids 10 %

Glúcids 5 %

Minerals 1 %

Altres 1 %

5 Si el silici és l’element químic més abundant a les roques de l’escorça terrestre, per què aleshores és el carboni el més abundant a la matèria viva?

6 Què significa per a una molècula ser anomenada biomolècula?

7 Indica la funció que realitzen les següents subs-tàncies: actina (proteïna muscular), sacarosa (sucre de taula), hemoglobina (proteïna de la sang), anticossos (proteïnes sanguínies), grassa de la pell, carbonat càlcic (sal mineral sòlida).

Activitats

Fig. 7.7 Les grasses protegeixen del fred.

Qui és qui?

No totes les molècules orgàni-ques són biomolècules ni totes les biomolècules són orgàni-ques. Els plàstics, el petroli o el butà són molècules orgàni-ques, però no són biomolècules. L’aigua i les sals minerals són molècules inorgàniques, però quan apareixen als éssers vius són biomolècules.

Sabies que *

Fig. 7.6Els glúcids aporten energia.

Calcula la teua a partir del teu pes.

Fig. 7.8Els músculs estan formats per proteïnes.

128

7La generació espontània

La teoria de la generació es-pontània defenia la idea de l’aparició d’éssers vius pro-cedents de la matèria inert. Ja Aristòtil proposava que els peixos, els ratolins i els insectes provenien d’un material crea-dor adequat, derivat del llot. Van Helmont, al segle XVII, afermava que si comprimies una camisa de dona, un poc bruta, amb un gerro amb blat, s’obtindrien ratolins.

Sabies que...*

Fig. 7.9 Els defensors de la generació espontània sostenien que la vida podria sorgir d’alguna cosa no viva.

Fig. 7.12 Les cèl·lules contenen el nombre mínim de components per viure.

Fig. 7.11 Les plantes i els animals són éssers pluricel·lulars.

Fig. 7.10 Els protozous són organismes unicel·lulars.

QUANTES PECES NECESSITA UNA CÈL·LULA PER A FUNCIONAR?

Una cèl·lula consta d’una membrana que separa el seu contingut de l’exterior, d’un citoplasma o zona interna ocupada pel medi líquid

cel·lular o citosol i de material genètic.

Segons el nombre i l’organització de components cel·lulars es distingeixen dos tipus de cèl·lules: procariotes i eucariotes.

• Cèl·lules procariotes. Van ser les primeres a aparèixer sobre la Terra. Són les cèl·lules amb l’organització estructural més simple. Manquen de nucli, de forma que el seu material genètic està dispers pel citoplasma, i tenen molt pocs com-ponents o orgànuls citoplasmàtics. A aquest grup pertanyen les bactèries.

• Cèl·lules eucariotes. Tenen una organització més complexa que les procariotes. Posseeixen un nucli diferenciat, rodejat d’una membrana nuclear i molts orgà-nuls citoplasmàtics. Pertanyen a aquest grup les cèl·lules animals i les cèl·lules vegetals.

BB

LA CÈL·LULA ÉS LA UNITAT DELS ÉSSERS VIUSAl llarg del segle XIX diversos científics van anar aportant proves que van completar l’anomenada teoria cel·lular, els enunciats fonamentals de la qual són:

• Tots els organismes estan constituits per cèl·lules, és a dir, la cèl·lula és la unitat morfològica dels éssers vius.

• A l’interior de la cèl·lula hi succeeixen totes les reaccions necessàries per mantenir-la viva, o, el que és el mateix, la cèl·lula és la unitat fisiològica dels organismes.

• Tota cèl·lula procedeix d’una altra, és a dir, les cèl·lules només poden aparèixer a partir d’altres ja existents.

UNA O MOLTES CÈL·LULES?

Segons el nombre de cèl·lules, els organismes es classifiquen en: unicel·lulars i pluricel·lulars.

• Unicel·lulars. Consten d’una sola cèl·lula que s’encarrega de realitzar les tres fun-cions vitals. Entre ells es troben les bactèries, els protozous, les algues unicel·lulars i certs fongs.

• Pluricel·lulars. Són éssers constituïts per moltes cèl·lules que actuen de forma coordinada. Per poder efectuar les seues funcions, les cèl·lules s’especialitzen i, a la majoria d’organismes, s’agrupen successivament en teixits, òrgans, apa-rells i sistemes. Són pluricel·lulars els fongs, algunes algues, els animals i les plantes.

44

AA

129

ESTRUCTURA DE LA CÈL·LULA PROCARIOTACC

8 Les bactèries són cèl·lules procariotes on la seua única i menuda molècula d’ADN es troba dispersa al citoplasma, atès que manquen de nu-cli. A penes conten amb orgànuls cel·lulars i al-gunes posseeixen llargs flagels que els permeten moure’s. Són els organismes vius que més temps porten vivint sobre la Terra, on s’han adaptat a tot tipus d’ambients i desenvolupat resistència als diferents medicaments dissenyats per combatre-les. Es divideixen asexualment per bipartició, i la rapidesa amb que ho fan permet als científics utilitzar-les per produir substàncies útils per a la humanitat.

Tracta d’esbrinar, com a l’exemple, a quines propietats vertaderes de les bactèries es refereixen les compara-cions del text que apareixen en cursiva.

«Em menjaria menys el cap perquè tinc mil vegades menys ADN que tu». Es refereix a que si el nostre ADN posseeix tres mil milions de parells de molècules, el de les bactèries té tres milions de parells, que són mil vegades menys.

Si jo fóra bactèria:

— Duria un motor incorporat que impulsa una llarga cua amb la que arribe a una velocitat punta supe-rior als 50 km/h.

— Sols tindria mare, a la qual mai arribaré a conèixer, perquè per nàixer la meua germana bessona i jo, ella s’estira i es parteix per la meitat fins desaparèixer.

— Viuria al màxim, aprendria ràpid perquè només dis-posa de 20 minuts per veure-ho tot.

— Tindria parents als racons més inaccessibles del pla-neta i tal volta més lluny, ja que estan cercant més com jo per la resta del Sistema Solar.

— Viuria sovint dins d’altres organismes, i a l’ésser humà, per exemple, li incomoda molt que ens re-sistim a les seues medicines.

— Per venjar-se, els científics ens utilitzen com a esclaves perquè els fabriquem substàncies del seu interès. A unes cosines meues els han modificat amb la finalitat de que mengen el petroli que ells van derramant per tot arreu.

— Estaria tranquil·la, ja que, malgrat els seus invents, els nostres 3 500 milions d’anys de vida demostren que sabem enfrontar-nos a moltes calamitats.

Activitats

La cèl·lula procariota.Fig. 7.13

Paret cel·lular. Capa externa rígida que proporciona forma i resistència.

Membrana. Envolta el citoplasma.

Citoplasma. Medi intern.

Nucleoide. Regió ocupada pel material genètic (ADN).

Ribosomes. Fabriquen proteïnes.

Inclusions. Acumulacions de substàncies de reserva.

Mesosomes. Plecs de la membrana on s’efectuen reaccions químiques.

Pèls. Interaccionen amb altres bactèries.

Flagels. Permeten el moviment.

Càpsula. Embolcall present a bactèries patògenes.

130

7 ESTRUCTURA DE LA CÈL·LULA EUCARIOTA

Al grup de les cèl·lules eucariotes estan incloses tant les de cèl·lules animals com de vegetals, així com les dels fongs i les de nombrosos organismes unicel·lulars. Les diferències entre les cèl·lules animals i vegetals afecten tant a la forma com als orgànuls que posseeixen.

• Forma: les cèl·lules vegetals tenen forma polièdrica per la presència d’una paret rígida de cel·lulosa. Les cèl·lules animals manquen de paret, només presenten membrana i encara que tenen varietat de formes, solen ser ovoides.

• Orgànuls: alguns estan presents en un tipus de cèl·lula i absents en l’altre tipus.

— A les cèl·lules animals el nucli apareix al centre, mentre que a les vegetals sol estar desplaçat cap a un lateral.

— Les cèl·lules vegetals presenten un gran vacúol ple de líquid que ocupa quasi tot el citoplasma, mentre que a les animals els vacúols són més abundants i menuts.

— A les cèl·lules vegetals hi apareixen cloroplasts, i a les animals no.. — Les cèl·lules animals tenen centríols, mentre que les vegetals no.

DD

Fig. 7.14 Cèl·lula animal.

Fig. 7.15 Cèl·lula vegetal.

9 Al cos humà hi han 1014 cèl·lules i 200 tipus de teixits. Però, quant és 1014 cèl·lules? Un alumne vol re-produir aqueix nombre amb llentilles i una altra alum-na li diu que és impossible perquè no hi hauria llentilles suficients al supermercat.

Agafa una bàscula i conta les llentilles que hi ha en 100 grams. Amb un senzill càlcul, esbrina quantes llen-tilles hi ha en un quil. Finalment, calcula quants quils necessitaria per representar 1014 cèl·lules. Recorda que una llentilla representa una cèl·lula. Qui tenia raó?

Activitats

Centríols. Intervenen en la repartició del material genètic durant la divisió cel·lular.

Membrana. Envolta el contingut cel·lular.

Mitocòndries. Produeixen l’energia que necessita la cèl·lula.

Vacúols. Emmagatzemen substàncies.

Lisosomes. Els seus enzims digereixen grans molècules absorbides per la cèl·lula.

Membrana nuclear. Protegeix el material genètic.

Nucli. Centre de control de l’activitat cel·lular.

Reticle endoplasmàtic rugós. Emmagatzema i transporta les proteïnes fabricades pels seus ribosomes.

Reticle endoplasmàtic llis. Fabrica i distribueix lípids.

Aparell de Golgi. Distribueix substàncies per tota la cèl·lula.

Ribosomes. Fabriquen proteïnes.

Paret cel·lular. Aporta rigidesa a la cèl·lula. Constitueix la fibra vegetal.

Cloroplasts. Contenen pigments per realitzar la fotosíntesi.

CD

Al CD de l’alumne podràs tro-bar uns mots encreuats sobre les parts de la cèl·lula.

131

FUNCIONS COMUNSDELS ÉSSERS VIUSTots els éssers vius, tant els senzills organismes unicel·lulars, formats per una so-la cèl·lula, com els complexes organismes pluricel·lulars, constituïts per desenes d’elles, deuen ser capaços de realitzar tres funcions bàsiques: nutrició, relació i reproducció.

NUTRICIÓ

Mitjançant la funció de nutrició els éssers vius obtenen del medi la matèria (elements químics i molècules) i l’energia que necessiten per a tots els seus processos.

Existeixen dues modalitats de nutrició: autòtrofa i heteròtrofa.

• Autòtrofa. És el tipus de nutrició propi de la majoria dels vegetals i d’algunes bactèries i algues. Mitjançant la fotosíntesi aprofiten el carboni de la molècula de CO

2 que agafen de l’atmosfera, i l’aigua i les sals que absorbeixen del sòl, per

fabricar glucosa, midó i altres molècules orgàniques. És a dir, tenen la capacitat de transformar matèria inorgànica (CO

2, H

2O i sals) en matèria orgànica (com la

glucosa). La seua font d’energia és el Sol.

5555

AA

10 Segueix les instruccions i respon a les pregun-tes.

• Agafa una fulla de qualsevol planta de color verd clar i introdueix-la en un flascó de vidre.

• Vessa alcohol dins del flascó fins cobrir la fulla.• Tapa el flascó i deixa reposar el contingut durant

un dia.• Treu la fulla i eixuga-la amb paper absorbent.• Posa la fulla damunt d’una placa i diposita sobre

ella tintura de iode amb un comptagotes.

El iode és un colorant que tiny el midó de color blau fosc. L’alcohol lleva la clorofil·la de les fulles i facilita la tinció del midó amb iode.

Q u è d e m o s t r a l’aparició de zones tenyides de fosc a la fulla?

Quina reacció és la responsable de la formació del midó?

Activitats

Fig. 7.18 El iode tiny el midó de color blau fosc.

• Heteròtrofa. És la nutrició característica de les cèl·lules animals, dels fongs i de la resta de bactèries (les bactèries no fotosintètiques). Per aconseguir matèria orgànica deuen ingerir substàncies que la continguen. L’energia la obtenen de reaccions químiques en les que es degraden els nutrients. A aquestes reaccions, els nutrients es trenquen en compostos més senzills, per exemple, la glucosa es converteix en CO

2 i H

2O.

Fig. 7.16Els fongs no realitzen la fotosíntesi, són heteròtrofs.

Fig. 7.17 Els vegetals són autòtrofs.

132

7 RELACIÓ

La funció de relació permet als organismes vius rebre informació del medi i respondre davant de qualsevol canvi que es produïsca en ell.

Els canvis a l’ambient que provoquen una resposta de l’organisme es denominen estímuls. Els estímuls poden ser físics o químics.

• Físics: canvis de temperatura, de pressió, d’intensitat lluminosa, etcètera.

• Químics: canvis en la concentració de substàncies del medi.

La resposta pot ser de dos tipus: fisiològica o de moviment.

• Fisiològica: són respostes que suposen una modificació del funcionament cel·lular i permeten l’organisme adaptar-se a les noves condicions ambientals.

El tancament dels porus existents a les fulles de les plantes per evitar pèrdues d’aigua davant d’una sequedat extrema, l’augment de la sudoració a l’estiu, l’increment en la producció d’adrenalina davant de situacions de perill, la reducció de l’activitat corporal als animals hivernants o beure després d’un menjar salat, són exemples d’aquest tipus de respostes.

• Moviment: impliquen un desplaçament de l’organisme cap a la font de l’estímul o en direcció contrària al mateix. Aquestes respostes d’atracció o repulsió davant de determinats estímuls s’anomenen tactismes o taxis.

Encara que els vegetals estan fixes al sòl poden reaccionar amb moviments d’alguna de les seues parts davant determinats estímuls. El creixement cap a la font de la llum, el gir de la planta per seguir el recorregut del Sol o el plegament de les flors i les fulles durant la nit són alguns tipus de tactismes.

Els animals es desplacen amb distintes finalitats: fugir dels enemics, aconseguir aliment, realitzar migracions, etcètera.

BB

11 Segueix les instruccions i respon.

• Roman assentat durant dos minuts a una habitació il·luminada (pot ser l’aula del col·legi).

• Mantín un ull tancat i l’altre obert durant aqueix temps.

• Demana-li a un company que, amb l’ajut d’una lu-pa, observe l’ull obert, i que es fixe en l’orifici negre central, la pupil·la.

• Obri l’ull tancat perquè el teu company puga ob-servar amb rapidesa els canvis experimentats per la pupil·la.

• Repetiu l’experiència canviant les posicions. Davant quin canvi de condicions esta responent l’ull? Què s’aconsegueix al obrir o tancar la pupil·la?

Activitats

Fig. 7.21 La pupil·la modifica la seua grandària segons la llum

Fig. 7.19 La resposta a la falta d’aigua es beure.

Fig. 7.20 Moltes plantes tanquen les seues flors durant la nit.

133

Fig. 7.22La bipartició és una forma de reproducció asexual (a).La regeneració és possible en animals senzills (b).

VocabulariEspora: cèl·lula que al ger-minar dóna lloc a un nou in-dividu.

Esqueix: tros de branca, de fulla o d’arrel d’un vegetal, del que es pot obtenir una nova planta.

AaFig. 7.23 Es pot obtenir una planta completa a partir

d’un tros.

Activitat resolta

Una bactèria, que és un organisme unicel·lular, realitza les tres funcions vitals. A un ésser humà, que és un organisme pluricel·lular, qui deu realitzar-les?

Als organismes unicel·lulars és la pròpia cèl·lula qui deu ocupar-se de tot: aconseguir aliment, respondre als canvis del medi i dividir-se.

Als organismes pluricel·lulars, el treball està repartit entre cèl·lules especialitzades. Ja no és necessari que totes les cèl·lules s’encarreguen de la nutrició, ni de relacionar-se amb el medi ni de reproduir-se. Existeixen aparells i sistemes encarregats de realitzar aqueixes funcions per a tot l’individu.

Fig. 7.24 Òvul o gàmeta femení, rodejat

de gàmetes masculins o espermatozoides.

12 Quin tipus de nutrició és la fotosíntesi? Què s’obté en aqueix procés?

13 Com aconsegueixen els éssers heteròtrofs la ma-tèria orgànica?

14 Amb quina funció associes els següents proces-sos: suar, posar-se la «pell de gallina», segregar saliva al olorar menjar?

15 Quines modalitats de reproducció pot emprar una planta per multiplicar-se?

16 Què diferència els descendents d’una reproducció asexual dels resultants d’una reproducció sexual?

Activitats

REPRODUCCIÓ

Mitjançant la funció de reproducció els organismes unicel·lulars i pluricel·lulars originen nous individus als que transmeten les seues característiques.

Exis- teixen dues modalitats de reproducció:asexual i sexual.

• Reproducció asexual. En ella, un únic progenitor es divideix per formar dos éssers idèntics a ell i idèntics entre sí. Existeixen molts exemples, entre ells:

— La multiplicació de les bac-tèries, que solen dividir-se per bipartició, un procés en el que s’allarguen fins trencar-se en dos.

— La regeneració d’una estrella de mar completament par-tint d’un dels seus braços.

— La propagació mitjançant espores, típica de falgue- res , mo lses , fongs i bac- tèries.

— L’obtenció d’una nova planta per mitjà d’un esqueix.

• Reproducció sexual. Els descendents resulten de la unió de dues cèl·lules especialitzades o gàme-tes. Els gàmetes poden ser produïts per dos pro-genitors de distint sexe o bé per un únic progeni-tor (a aquest individu se li anomena hermafrodita).

A diferència de la reproducció asexual, els descen-dents de la reproducció sexual no són idèntics, ni entre ells, ni respecte als seus progenitors. És per aquest motiu que la reproducció sexual afavoreix l’existència de varietat entre els individus.

CC (a) (b)

134

ACTIVITATS FINALS

1 Quines condicions es van donar a la Terra per perme-tre l’existència de la vida?

2 Què tracten de trobar les sondes espacials enviades a Mart i a Tità amb la finalitat d’investigar l’origen de la vida?

3 Què és la biosfera? Quins són els seus límits?

4 On es van originar els elements químics que formen els éssers vius?

5 Què són els bioelements? Quina és la diferència entre bioelements primaris i secundaris?

6 Amb quin altre nom es coneixen els glúcids? Quins tipus de glúcids existeixen? Posa exemples.

7 A quin grup de biomolècules pertanyen els enzims? Quina és la seua funció?

8 Les característiques dels éssers vius depenen dels seus gens, amb quina biomolècula relaciones els gens? Per què?

9 En què es diferencia una cèl·lula procariota d’una eucariota?

10 Identifica les cèl·lules animals i les vegetals.

En què t’has basat per diferenciar-les?

11 Què deuen aconseguir els éssers vius amb la funció de nutrició?

12 Des del punt de vista de la seua nutrició, per què els fongs no poden ésser considerats vegetals?

13 En què consisteix la funció de relació?

14 Quines són les diferències entre la reproducció sexual i la reproducció asexual?

Per aplicar

15 Construeix una taula amb dues columnes al teu qua-dern per separar els bioelements primaris i secundaris de la següent llista: clor, ferro, oxigen, nitrogen, zinc, sofre, hidrogen, potassi, carboni, calci, fòsfor, sodi.

Per repassar 16 Separa aquestes biomolècules en orgàniques i inor-gàniques: glucosa, diòxid de carboni, grassa, ADN, aigua, proteïna, carbonat càlcic (als ossos), colesterol, midó.

17 Amb quina funció associes les següents il·lustracions? Per què?:

18 Copia al teu quadern i completa el següent esquema:

19 Un electricista que va reparar els endolls del labo-ratori de Biologia, sense voler, va mesclar tres fitxes que tenien dades de cèl·lules. A les tres carpetes on deu tornar a col·locar-les s’indica:

— Carpeta A: bactèria de la tuberculosi.— Carpeta B: fulla de gerani.— Carpeta C: mucosa bucal.

Preocupat, l’electricista va cridar els seus fi lls bessons, Marta i Pedro, que cursen primer curs d’ESO, i els va preguntar com arreglar-ho. Aquestes van ser les seues respostes:

Carpeta A Carpeta B Carpeta C

Marta Fitxa 3 Fitxa 2 Fitxa 1

Pedro Fitxa 1 Fitxa 3 Fitxa 2

¿A qui deu fer cas el pare sabent que les fi txes mostraven les següents característiques?

Fitxa 1 Fitxa 2 Fitxa 3

Forma Ovoïdal Polièdrica Cilíndrica

Presència de

MembranaMitocòndr iesNucliLisosomes

ParetMembranaMitocòndriesCloroplastas

RibosomesParetMesosomesADN dispers

7

Fig. 7.25 Fig. 7.26

Fig. 7.27

– Algues– Vegetals

– Bacteris– Fongs

Heteròtrofa SexualRebre________i _________ als canvis en el medi.

FUNCIONS VITALS

NUTRICIÓ

(a) (b)

(c) (d)

Totes les activitats han de resoldre’s en el quadern.

135

ACTIVITATS FINALS

Per ampliar

20 Cerca informació sobre els planetes del Sistema Solar i esbrina en quins pogué desenvolupar-se algun tipus de vida. Fixa’t en la presència o absència d’atmosfera, en si existeix o pogué existir medi líquid i en la seua proximitat al Sol.

21 Fa molts anys, un metge grec anomenat Hipòcrates va escriure la frase: «L’esser humà és el que menja». Per justificar-la, arreplega informació nutricional de distints aliments envasats i construeix una taula indicant les bio-molècules que contenen i en quina quantitat. Poseu en comú les dades entre tots els companys. Té sentit la frase d’Hipòcrates?

22 El primer pas d’una investigació científica és plante-jar una qüestió. El segon, tractar de respondre amb una demostració experimental.

Per exemple, són éssers vius les llentilles?

Després de contestar, deus proposar una experiència que recolze la resposta. Si vols demostrar que les llentilles són

éssers vius perquè realitzen la funció de relació, qui-na condició o condicio-ns t’ocorre modifi car per comprovar-ho? Recorda: amb la funció de relació es respon a un canvi a l’ambient. Pen-sa en algun factor que estimule el creixement de les llentilles.

Si has dissenyat bé l’experiència, tam-bé podràs demos-trar que les llenti-lles desenvolupen les funcions de nu-trició i reproducció.

7

Introducció a l’ús del microscopi

En un microscopi òptic es poden distingir els següents components: el sistema d’il·luminació, el sistema òptic i la part mecànica.

• Sistema d’il·luminació. Està compost per:

— Una font de llum, connec-tada al corrent elèctric.

— Un diafragma, que regula la quantitat de llum que arriba a la mostra.

— Un condensador, que con-centra la llum sobre el punt d’observació.

• Sistema òptic. És el conjunt de lents i està format per:

— L’ocular: situat a la part su-perior del tub del microscopi

i sobre el qual situem l ’ull per realitzar l’observació. Existeixen oculars de diferents augments, que s’indiquen com 5x, 10x, 15x..., i que es llegeixen «5 per», «10 per», «15 per»…

— L’objectiu: és la lent més pròxima a la mostra. S’utilitzen diversos objectius, disposats sobre una peça giratòria, anomenada revòlver. Porten indica-cions sobre el nombre d’augments..

• Part mecànica. Està composta pel tub, el braç, la

platina (on es col·loca la mostra), el peu i els caragols d’enfocament, que són dos:

— El macromètric, que s’usa per realitzar moviments ràpids de la platina.

— El micromètric, que s’usa per efectuar ajusts fi ns.

El nombre d’augments al que s’efectua l’observació s’obté amb la multiplicació de l’augment de l’ocular per l’augment de l’objectiu. Per exemple, un ocular 5x i un objectiu de 40, proporcionen 5 x 40 = 200 augments.

Instruccions d’ús

— Baixa la platina amb el macromètric i col·loca la prepa-ració sobre la platina.

— Selecciona l’objectiu de menor augment i puja la platina fi ns a quasi tocar la mostra. Ves en compte de no trencar-la.

— Mira per l’ocular i baixa la platina a poc a poc, fent ús del macromètric, fi ns a visualitzar la imatge.

— Enfoca la imatge amb el micromètric.— Canvia al següent objectiu. Probablement, tindràs que

tornar a ajustar amb el micromètric.— Repeteix l’operació fi ns que arribes a observar amb

l’objectiu de major augment.— Durant els canvis d’objectiu assegura’t de que el re-

vòlver estiga ben encaixat. Per això, sentiràs un «clic». Tin la precaució de baixar la platina abans de procedir a girar el revòlver.

— Per practicar, utilitza una preparació de les que dispo-sa el teu laboratori. A altres unitats tindràs l’ocasió de preparar-les tu.

Posa en pràctica

Fig. 7.28

Elements d’un microscopi òptic.

136

7 INVESTIGACIÓ CIENTÍFICAEls microscopis

Donat la seua reduïda mida, no seria possible conèixer la cèl·lula ni els seus components sense l’ajuda d’instruments que permeten veure’ls més grans. L’avanç de la Biologia ha vingut acompanyat pel perfeccionament dels sistemes òptics que incorporen els microscopis. Per això, és interessant fer un breu recorregut històric des dels pioners en l’observació microscòpica fi ns als moderns aparells actuals.

Des de temps molt antic, l’ésser humà se’n va adonar que les lents i les boles de cristall plenes d’aigua augmentaven la grandària de les imatges. No obstant això, no va ésser fi ns al segle XVI que l’holandés Hans Jansen i el seu fi ll van col·locar dues lents a l’extrem d’un tub, amb la qual cosa van inventar el microscopi compost. Aquesta dada històrica és discutida pels italians, que sostenen que va ésser Galileu el primer a utilitzar-lo.

De qualsevol manera, tots estan d’acord amb que l’inici de la història de la microscòpia s’associa amb els noms de Ro-bert Hooke (1 635-1 703), un científi c anglès, i Anthony van Leeuwenhoek (1 632-1 723), un comerciant holandés.

Al segle XVII, amb aquest microscopi de 50 augments, Robert Hooke va observar uns talls prims de suro als que va distingir diminutes cel·lilles a les quals va donar el nom de cèl·lules. En realitat, el que va veure eren les parets buides de cèl·lules de suro mortes.

Microscopi emprat per R. Hooke.

Làmina de suro observada per Hooke.

Reproducció asexual per gemació a l’hidra d’aigua dolça.

Microscopi òptic escolar. Pot arribar als 1 000 augments.

137

1 Com són els microscopis del teu col·legi? Quants augments abasten?

2 Suposa que una bactèria mesura una micra de longitud. Si es col·locaren en fi la, quantes cabrien en 1 mil·límetre de la teua regla?

Qüestions

Cèl·lula de la sang vista al microscopi òptic. Microscopi electrònic. Micrografi a electrònica de pol·len de Narcís.

Leeuwenhoek muntava lents quasi esfèriques sobre plaques d’or, argent o coure. Quasi va aconseguir arribar als 300 aug-ments. Va ser el primer a descobrir protozous (dels seus propis excrements), les bactèries, els espermatozoides i els glòbuls rojos. Al 1701 va observar per primera vegada la reproducció asexual de la Hidra.

Durant el segle XVIII es van perfeccionar la mecànica i l’òptica dels microscopis, i es va aconseguir arribar als 500 i, fi ns i tot, als 1 000 augments. Tanmateix, aquestos augments no eren sufi cients per observar els components cel·lulars: els orgà-nuls.

Al 1 931, l’alemany Ernst Ruska va desenvolupar el primer microscopi electrònic. Al 1986, aconseguiria el premi Nobel de Física pels seus descobriments sobre aquest aparell que utilitza electrons en lloc de llum per aconseguir superar els 200 000 augments.

Amb el microscopi electrònic de transmissió es poden veure els orgànuls cel·lulars amb gran detall.

Al 1 942 es va desenvolupar el microscopi electrònic de ras-treig, amb el qual s’obté una visió precisa de la superfície dels objectes. Aquest aparell proporciona imatges en tres dimen-sions i es pot connectar a la pantalla d’un ordinador.

Els últims avanços tecnològics han permés l’obtenció de mi-croscopis digitals que, en incorporar connexions USB, perme-ten produir imatges o vídeos en color. Aquestes imatges, al ser digitals, poden emmagatzemar-se, editar-se, enviar-se a altres ordinadors, etcètera.

El poder de resolució d’un microscopi

El poder de resolució d’un microscopi és la capacitat per distingir com a individuals

dos punts molt pròxims.

• El microscopi òptic té un poder de resolució de 200 nanò-metres. El nanòmetre o mil·limicra és la unitat emprada per mesurar orgànuls cel·lulars. Una micra es 1 000 vegades més menuda que un mil·límetre (106 m) i un nanòmetre es 1 000 vegades més menut que una micra (109 m). el micros-copi òptic permet veure tant cèl·lules vives com mortes.

• El microscopi electrònic abasta una resolució de fins als 2 nanòmetres. Degut a les tècniques emprades en la preparació de les mostres només permet veure cèl·lules mortes.