Biologia

La célula: estructura y funciones explicadas de forma sencilla

Qué es la célula, cómo está formada y cómo funciona: membrana, citoplasma, núcleo y orgánulos, procariotas y eucariotas, célula animal y vegetal, con 5 ejercicios resueltos y 3 FAQ.

Recomendado para: 2º ESO · 3º ESO

La célula es la parte más pequeña de un organismo capaz de vivir por sí misma: es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos. En resumen, toda célula está delimitada por una membrana plasmática, contiene un citoplasma donde ocurren las reacciones químicas y guarda su propio material genético (ADN), que dirige todas sus actividades.

Las tres partes que tiene toda célula

  • Membrana plasmática: la frontera selectiva que deja entrar las sustancias útiles y retiene o expulsa las demás.
  • Citoplasma: el fluido interno (citosol) con todas las estructuras inmersas en él; el “taller” donde ocurren las reacciones.
  • Material genético: el ADN, que contiene las instrucciones para fabricar proteínas y para que la célula se reproduzca.

Procariotas y eucariotas

En las células procariotas, propias de bacterias y arqueas, el ADN está libre en el citoplasma y no hay orgánulos con membrana: son pequeñas (1-10 micrómetros) y sencillas. En las células eucariotas el ADN está encerrado en el núcleo y el citoplasma se divide en compartimentos especializados, los orgánulos. Este reparto del trabajo permite que las células eucariotas sean mucho más grandes y complejas.

Los orgánulos y sus funciones

  • Núcleo: guarda el ADN y coordina la actividad celular; en su interior el nucléolo fabrica los ribosomas.
  • Ribosomas: ensamblan las proteínas siguiendo las instrucciones del ARN mensajero.
  • Retículo endoplasmático: rugoso (con ribosomas) para las proteínas de exportación, liso para los lípidos.
  • Aparato de Golgi: termina, selecciona y empaqueta las moléculas en vesículas.
  • Mitocondrias: sede de la respiración celular, obtienen energía en forma de ATP.
  • Lisosomas: contienen enzimas digestivas que degradan sustancias y estructuras gastadas.
  • Cloroplastos (solo vegetales): contienen clorofila y realizan la fotosíntesis.
  • Vacuolas: almacenan agua y sustancias; en las plantas la vacuola central aporta rigidez.

Célula animal y célula vegetal frente a frente

Ambas son eucariotas y comparten núcleo, mitocondrias, ribosomas, retículo y Golgi. Sin embargo, solo la célula vegetal tiene pared celular de celulosa, cloroplastos y una gran vacuola central; solo la célula animal tiene centriolos y, por lo general, lisosomas abundantes. La forma lo delata enseguida: la célula vegetal es cuadrada y regular, la animal es redondeada y más irregular.

En los ejercicios siguientes pondrás a prueba este esquema: primero reconociendo el tipo de célula a partir de las estructuras visibles, después relacionando cada orgánulo con la tarea que realiza y, por último, prediciendo cómo se comporta la célula en medios de distinta concentración. Cada solución está explicada paso a paso y verificada.

Ejercicios resueltos

1. Al microscopio observas una célula con una pared rígida externa, varios corpúsculos verdes y una gran vacuola que ocupa casi todo el centro. ¿Es una célula animal o vegetal? Explica por qué. base

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  1. Enumero las estructuras observadas: pared rígida, corpúsculos verdes y gran vacuola central.
  2. Los corpúsculos verdes contienen clorofila: son cloroplastos, presentes solo en células capaces de hacer la fotosíntesis.
  3. La pared rígida de celulosa y la gran vacuola central también son típicas de las células vegetales.
  4. Ninguna de estas tres estructuras existe en la célula animal, que solo tiene membrana plasmática y, como mucho, pequeñas vacuolas.

Resultado: Es una célula vegetal: pared celular, cloroplastos y gran vacuola central son tres rasgos exclusivos de las células vegetales.

2. De estas estructuras, ¿cuáles se encuentran TANTO en procariotas COMO en eucariotas? Membrana plasmática, núcleo con envoltura nuclear, ribosomas, mitocondrias, ADN. base

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  1. Recuerdo la diferencia clave: los procariotas (por ejemplo las bacterias) no tienen orgánulos rodeados de membrana.
  2. Por tanto, el núcleo con envoltura nuclear es exclusivo de los eucariotas: en los procariotas el ADN está libre en el citoplasma, en una región llamada nucleoide.
  3. Las mitocondrias también son orgánulos con doble membrana: solo eucariotas.
  4. Quedan la membrana plasmática, los ribosomas y el ADN, que toda célula posee porque necesita delimitarse, fabricar proteínas y guardar la información.

Resultado: Membrana plasmática, ribosomas y ADN. El núcleo con envoltura nuclear y las mitocondrias solo aparecen en los eucariotas.

3. Una célula del páncreas produce grandes cantidades de enzimas digestivas (que son proteínas) y las exporta al exterior. ¿Qué orgánulos esperas encontrar muy desarrollados y en qué orden trabajan? intermedio

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  1. Las enzimas son proteínas, y las proteínas las ensamblan los ribosomas.
  2. Los ribosomas de las proteínas destinadas a la exportación están adheridos al retículo endoplasmático rugoso, donde la proteína recién formada entra y se pliega.
  3. Desde el retículo la proteína viaja en vesículas hasta el aparato de Golgi, que la termina, la selecciona y la empaqueta.
  4. El Golgi emite vesículas de secreción que llegan a la membrana plasmática y vierten su contenido al exterior (exocitosis).

Resultado: Ribosomas y retículo endoplasmático rugoso muy abundantes y un aparato de Golgi desarrollado. Recorrido: ribosomas → retículo rugoso → Golgi → vesículas de secreción → exterior.

4. Una célula del músculo cardíaco se contrae sin descanso y consume muchísima energía. ¿Qué orgánulo estará presente en gran número, qué proceso ocurre en él y qué molécula se produce? intermedio

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  1. La contracción muscular necesita energía que la célula pueda gastar de inmediato.
  2. El orgánulo que obtiene energía de los nutrientes es la mitocondria.
  3. Dentro de ella se produce la respiración celular: la glucosa se degrada usando oxígeno y se liberan dióxido de carbono y agua.
  4. La energía liberada se almacena en el ATP, la molécula que la célula gasta para contraerse.

Resultado: Muchísimas mitocondrias, sede de la respiración celular, que produce ATP (consumiendo glucosa y oxígeno).

5. Sumerges una célula animal y una vegetal primero en agua destilada (medio hipotónico) y después en una disolución muy salada (medio hipertónico). Describe (a) qué le ocurre a la célula animal en agua destilada, (b) qué le ocurre a la célula vegetal en agua destilada, (c) qué les ocurre a ambas en la disolución salada. avanzato

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  1. Aplico la regla de la ósmosis: el agua atraviesa la membrana y se desplaza hacia la disolución más concentrada.
  2. En agua destilada el medio externo está menos concentrado que el interior, así que el agua entra en la célula.
  3. (a) La célula animal solo tiene la membrana plasmática, elástica pero frágil: se hincha cada vez más hasta romperse (citólisis).
  4. (b) La célula vegetal se hincha igual, pero la pared celular rígida se opone y frena la expansión: la célula queda turgente y no estalla.
  5. (c) En la disolución salada el exterior está más concentrado, así que el agua sale: la célula animal se arruga, mientras que en la vegetal el citoplasma se separa de la pared (plasmólisis).

Resultado: (a) Se hincha y estalla (citólisis); (b) queda turgente pero la pared la protege; (c) ambas pierden agua: la animal se arruga y la vegetal sufre plasmólisis.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre célula procariota y eucariota?

La célula procariota (bacterias y arqueas) no tiene núcleo ni orgánulos rodeados de membrana: su ADN está libre en el citoplasma, en una zona llamada nucleoide, y casi siempre es una única molécula circular. La célula eucariota (protistas, hongos, plantas y animales) guarda el ADN dentro del núcleo y tiene el citoplasma dividido en compartimentos especializados, como mitocondrias, retículo endoplasmático y aparato de Golgi. Ambas, eso sí, poseen membrana plasmática, citoplasma y ribosomas.

¿Por qué la célula vegetal tiene pared y cloroplastos y la animal no?

Porque viven de forma distinta. La planta es autótrofa y se fabrica el alimento mediante la fotosíntesis, que ocurre en los cloroplastos; la célula animal es heterótrofa y obtiene los nutrientes del alimento. Además la planta no se desplaza y necesita sostén y protección frente a una entrada excesiva de agua: la pared de celulosa cumple justamente esa función, mientras que la célula animal, que debe cambiar de forma y moverse, solo tendría inconvenientes con una pared rígida.

¿Qué es la membrana plasmática y cómo decide qué entra en la célula?

Es la fina cubierta que separa la célula del medio y está formada por una doble capa de fosfolípidos con muchas proteínas incrustadas (modelo del mosaico fluido). Es selectivamente permeable: moléculas pequeñas como el oxígeno, el dióxido de carbono y el agua pasan solas por difusión u ósmosis, desde la zona más concentrada hacia la menos concentrada, sin gasto de energía. Las sustancias más grandes, o las que deben ir en contra del gradiente, atraviesan proteínas transportadoras y necesitan energía en forma de ATP (transporte activo).