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• Yoni Espinoza Rivera

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Semana 1 Biología

semana

01

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Material Didáctico

Biología celular I: célula procariota

TEORÍA CELULAR El primero en utilizar el término célula fue el inglés Robert Hooke en 1665. Examinando en un sencillo microscopio una laminilla de corcho, observó que estaba formada por pequeñas cavidades poliédricas a las que denominó células, lo que significa ‘celdillas’. Por esta circunstancia se le considera el descubridor de la célula. Con las aportaciones de todos los científicos desde el siglo xvii y con los postulados de Schleiden y Schwann, en el siglo xix se desarrolló la teoría celular. Esta teoría enuncia los siguientes principios: 1. La célula es la unidad morfológica de los seres vivos. Robert Hooke 2. La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos. 3. Las células solo pueden existir a partir de células preexistentes (este principio quedó formulado por el aporte de Virchow).

CÉLULA PROCARIOTA Las células procariotas estructuralmente son las más simples y pequeñas. Como toda célula están delimitadas por una membrana plasmática que contiene invaginaciones hacia el interior, llamadas mesosomas, relacionada con la división de la célula y la fosforilación oxidativa. La célula procariota por fuera de la membrana está rodeada por una pared celular que le brinda protección. El interior de la célula se denomina citoplasma. En el centro es posible hallar una región más densa, llamada zona nuclear, donde se encuentra el material genético o ADN. Es decir, que el ADN no está separado del resto del citoplasma y está asociado al mesosoma. En el citoplasma también hay ribosomas, que son estructuras que tienen la función de fabricar proteínas. Pueden estar libres o formando conjuntos denominados polirribosomas. Las células procariotas pueden tener distintas estructuras que le permiten adherirse o realizar la conjugación como las fimbrias y también la locomoción como los flagelos. En la mayoría de estas células, una pared celular rígida, permeable, rodea por fuera a la membrana plasmática, ayudando a mantener la forma de la célula y a resistir la presión interna que puede causar la entrada de agua por ósmosis. En las bacterias típicas, la pared tiene como compuesto representativo al peptidoglucano (mureína). La estructura y composición de la pared se utiliza para identificar bacterias. Un método muy utilizado es la tinción de Gram. Grampositiva ( +): La pared es muy ancha y está formada por numerosas capas de peptidoglicano, reforzadas por moléculas de ácido teicoico. Gramnegativa ( –): Es más estrecha y compleja, ya que hay una sola capa de peptidoglicano y, fuera de ella, hay una bicapa lipídica que forma una membrana externa muy permeable, pues posee numerosas porinas, proteínas que forman amplios canales.

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La recombinación consiste en la producción de nuevas combinaciones genéticas a partir de las generadas inicialmente por la mutación. Dos moléculas de ADN que posean distintas mutaciones, pueden intercambiar segmentos y dar lugar a la aparición de nuevas combinaciones genéticas. Las bacterias y los virus, al igual que los organismos eucarióticos, también tienen mecanismos de recombinación. En el caso de las bacterias existen tres mecanismos de recombinación: transformación, conjugación y transducción. La existencia de estos mecanismos permite la construcción de mapas genéticos en bacterias. Transformación. En determinadas condiciones, fragmentos de ADN exógeno pueden entrar en el interior de las bacterias. El cual puede intercambiar segmentos con el ADN del cromosoma principal bacteriano. Conjugación. Transferencia del material hereditario (ADN) de una bacteria donadora a otra receptora. Requiere el contacto físico entre las dos estirpes bacterianas, la donadora y la receptora. El contacto físico se establece a través de los pili F de la bacteria donadora, formándose un tubo de conjugación. El ADN de la bacteria receptora puede intercambiar segmentos con el ADN de la donadora. Transducción. No necesita del contacto físico entre dos estirpes bacterianas. El vehículo o vector que transporta ADN de una bacteria a otra es un virus. fimbria

¡Recuerde que...! Las bacterias presentan muchas formas debido a su pared celular.

cocos

estreptococos

diplococos

espirilos

vibrio

estreptobacilos

sarcina

nucleoide (ADN) bacilos

ribosoma 70 S gránulo de alimento

flagelo de procarionte

cápsula membrana celular pared celular plásmido (ADN)

citoplasma

espiroquetas

estafilococos

diplobacilos

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Ejercicios de reforzamiento 1. Juana usa desinfectantes químicos para destruir las bacterias, sin embargo, algunas de estas sobreviven formando A) quistes. B) cocos. C) bacilos. D) endosporas.



A) la glucólisis B) la fosforilación oxidativa C) el ciclo de Krebs D) la fermentación láctica

3. Marque la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F) respecto de los siguientes enunciados: I. Las cápsulas presentes en ciertas bacterias patógenas como los neumococos proporcionan resistencia a la fagocitosis. II. Los azúcares NAM y NAG son componentes del heteropolisacárido peptidoglicano. III. La mureína de la pared bacteriana de las arqueobacterias es bastante gruesa. IV. La membrana externa de las bacterias gramnegativas contiene lipopolisacáridos y lipoproteínas. A) VVFF B) VFFV C) FVFV D) VVFV

4. Jawetz realiza un cultivo bacteriano en su laboratorio, para lo cual realiza la siembra en una placa de Petri y utiliza como medio de cultivo el agar-agar. Este cultivo tuvo el ciclo de crecimiento que se muestra en la siguiente imagen.

1

2

3

4

tiempo

De acuerdo al gráfico, ¿cuál es la etapa en la que se daría la fisión binaria? A) 1 B) 4 C) 2 D) 3

2. En los mesosomas laterales de las bacterias se lleva a cabo la función de producción de ATP. ¿Cuál es el proceso que se vería disminuido con la pérdida de estas estructuras?

Log número de microorganismos viables

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5. Con respecto a las estructuras bacterianas, re

lacione ambas columnas. I. mesosoma de tabique II. fimbria III. polirribosoma IV. flagelo simple V. pared celular



a. síntesis proteica b. taxia c. evita la lisis d. adhesión celular e. segrega el ADN A) Id, IIe, IIIc, IVb, Va B) Ie, IId, IIIb, IVa, Vc C) Ib, IIa, IIIc, IVd, Ve D) Ie, IId, IIIa, IVb, Vc

6. Un joven trabajador de una empresa que re-

cicla residuos sólidos experimentó una lesión por punción en la parte inferior de su pierna izquierda, cuando un fierro tubular, que había sido palo de escobillón, se le incrustó en la pierna. Seis días después observó espasmos en los músculos de dicha pierna, el día 7 aumentaron los espasmos y para el día 8 experimentó espasmos generalizados, notorios en los músculos de la mandíbula (maxilar inferior). ¿Cuál podría ser el diagnóstico del joven? A) botulismo C) tétanos

B) cólera D) ántrax

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7. Una joven sanmarquina de 19 años de edad

acudió al centro de salud de Ate Vitarte como consecuencia de una disuria, frecuencia y urgencia para orinar las 24 horas. Recientemente empezó una vida sexual activa. En el análisis de orina se observan muchas células polimorfonucleares. ¿Cuál podría ser el agente bacteriano causante de estos signos y síntomas?

A) Escherichia coli B) Lactobacillus C) Micobacterium tuberculosis D) Candida albicans

8. La “bacteria X” viene generando una enfermedad

respiratoria grave en niños menores de 5 años cada vez que se dan las heladas en la serranía esteparia. El análisis microbiológico demostró que esta carecía de pared celular, por lo tanto, es probable que se trate de una bacteria emparentada con

A) las rikettsias. B) las ferrobacterias. C) los micoplasmas. D) las arqueobacterias.

9. En una práctica de laboratorio, se realiza el

método de tinción de Gram de una muestra de sarro dentario de un estudiante. En la observación microscópica, se hacen visibles cuerpos esféricos de tonalidad azulada, dispuestos en cadenas. Identifique el tipo de bacterias que con mayor probabilidad se observaron.

A) bacilos grampositivos B) bacilos gramnegativos C) estreptococos grampositivos D) estafilococos grampositivos

10. El uso de microorganismos o las enzimas producidas por ellos para retomar a un ambiente alterado por contaminantes a su condición general se denomina

A) micorremediación. B) biorremediación. C) fitorremediación. D) bioacumulación.

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11. Si en un municipio se decidiera poner en acción un plan de biorremediación, ¿qué objetivo general podría tener tal plan? A) tratamiento de enfermedades B) eliminación de vectores C) curación de enfermos D) reparación del daño producido al ambiente

12. Luego de evaluar los daños ocasionados por la actividad minera en una comunidad, el presidente regional puso en marcha acciones de biorremediación, las que consisten esencialmente en A) utilizan las propiedades físicas o químicas del medio contaminado para destruir la contaminación. B) utilizar calor para incrementar la volatilización de los contaminantes del suelo. C) degradar, transformar o remover contaminantes mediante ciertos organismos. D) usar ácidos o bases fuertes para eliminar los relaves mineras.

13. La bacteria Escherichia coli produce vitaminas K2 en el ser humano y se ubica en A) el estómago. B) el intestino delgado. C) el intestino grueso. D) la vesícula biliar.

14. Al comienzo de los estudios microbiológicos, muchas bacterias fueron denominadas algas cianofíceas por su coloración azul verdosa. ¿Cuál es la importancia de estos microorganismos? A) Son descomponedores. B) Son oxigenadores del ambiente. C) Finalizan las cadenas alimenticias. D) Son consumidores primarios.

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15. Relacione correctamente respecto a la bacteria y la enfermedad que causa. I. bacilo de Hansen II. bacilo de Löffler III. bacilo de Eberth IV. bacilo de Ducrey a. chancro blando b. tifoidea c. difteria d. lepra A) Ib, IIc, IIId, IVa B) Ia, IId, IIIb, IVc C) Id, IIc, IIIb, IVa D) Ic, IIa, IIIb, IVd

16. Desde el nacimiento, nuestro cuerpo es

poblado por una gran cantidad de bacterias que se adquieren al entorno, principalmente de la madre. Entre esos microorganismos existen los probióticos, bacterias que al colonizar el sistema digestivo estimulan la respuesta inmunitaria y los procesos nutricionales. Algunos probióticos se encuentran también como componentes de algunos alimentos fermentados como el kéfir, la leche ácida y el yogur. Identifique el grupo de bacterias que estarían en esta categoría. I. lactobacillus II. bifidobacterium III. leuconostoc IV. escherichia V. salmonella A) I, II, III, IV y V B) I, II y III C) I, II, III y IV D) III y IV

Lea el siguiente texto y, a continuación responda las preguntas 5 y 6.

Se tienen tres especies bacterianas spA, spB y spC; y se analizan cuatro firmas de ADN (presentes en plásmidos) para establecer relaciones entre ellas. Se sabe que las dos primeras

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especies tienen pili sexual y que la tercera es una especie receptora de plásmidos. Los resultados del estudio comparado se muestran resumidos en el siguiente cuadro. Especies

Firmas de ADN

SpA

1

+

SpC +

+

2 3

SpB

+

4

+ +

17. Si los investigadores concluyen que entre las especies se ha dado la conjugación, indique cuál será una proposición correcta. A) A transfirió genes a B B) B donó genes a A C) A recibió genes a B D) C recibió genes de A

18. Respecto al análisis de los resultados ¿cuál será una conclusión correcta con respecto al parentesco genético? A) B y C están emparentadas B) A y B tienen parentesco molecular C) B no tiene parentesco con A ni con C D) C está emparentada con A y con B

19. Tradicionalmente, se ha considerado que las arqueobacterias habitan ambientes inhóspitos para otras especies, incluyendo las bacterias; pero investigaciones recientes indican que tanto eubacterias como arqueobacterias pueden ser extremófilas, y que la diferencia se halla en la composición bioquímica y el tipo de metabolismo. ¿Qué característica común tienen las bacterias y arqueas? A) Carecen de núcleo. B) Poseen peptidoglucano. C) Todas tienen flagelos. D) Tienen organelas membranosas.

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20. En los mesosomas laterales se lleva a cabo la función de fosforilación oxidativa, que permite la obtención de

A) ADN. C) A. láctica.

B) glucosa. D) ATP.

21. Una estructura que diferencia a las bacterias gramnegativas ( – ) de las grampositivas ( +) es

A) el nucleoide. B) la pared celular. C) el cromosoma circular. D) el gránulo de volutina.

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26. Respecto a las siguientes proposiciones, señale lo correcto. I. Las cianobacterias son heterótrofas. II. Los betalactámicos bloquean la síntesis de la pared bacteriana. III. Los micoplasmas tienen pared celular. IV. Las rickettsias son parásitos intracelulares. A) I y III B) II y IV C) solo III D) I, II, III y IV

27. Las fimbrias que son estructuras de adheren-

en la

cia bacteriana al cuerpo de los animales están constituidas por unas proteínas denominadas

A) transformación. B) fijación. C) conjugación. D) transducción.

A) pilinas. B) flagelinas. C) tubulinas. D) actinas.

22. Los pilis a diferencia de las fimbrias actúan

23. Si un ambiente natural es alterado por conta-

minación, se pueden usar seres vivos o enzimas que favorezcan el retorno del ambiente a su condición natural. A este proceso se le denomina

A) ecologismo. B) biomagnificación. C) biorremediación. D) bioacumulación.

bunidades menor y mayor de los ribosomas procarióticos son, respectivamente, A) 40 S y 60 S. B) 30 S y 40 S. C) 30 S y 60 S. D) 30 S y 50 S.

29. El principal componente químico de la pared

24. ¿Cuál son los organismos que destacan en las acciones de biorremediación?

A) las cianofitas B) las algas C) las bácterias D) las hierbas

celular bacteriana es A) el agar. B) la celulosa. C) la mureína. D) la pectina.

30. En las bacterias, a diferencia de los hongos, el

25. El traspaso de genes bacterianos de una bac-

teria a otra mediante un bacteriófago recibe el nombre de

A) adsorción. C) conjugación.

28. Los coeficientes de sedimentación de las su-

B) penetración. D) transducción.

ADN se caracteriza por ser .............. y desnudo. A) de doble hélice B) monocatenario C) lineal D) circular

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31. Desde el descubrimiento de la penicilina por

A. Fleming, se ha encontrado una gran cantidad de antibióticos naturales, producidos por hongos y algunas bacterias que debido a su morfología eran considerados como hongos, tal es el caso de los actinomicetos, que forman cadenas ramificadas de bastones. Según su morfología básica, ¿a qué tipo de bacterias pertenecen los actinomicetos?

A) cocos C) espirilos

B) bacilos D) vibriones

32. Entre las procariotas se conoce mecanismos a través de los cuales se generan nuevas variedades biológicas y se comparten características. ¿Cómo se denomina al proceso en el que intervienen los pilis?

A) traducción B) crossing-over C) conjugación D) mutación

34. La .............. de las bacterias está compuesta de mucopolisacáridos, esta resiste a la desecación y a la fagocitosis. A) plasmalema B) cápsula C) pared D) membrana

35. Los descubrimientos más importantes de .............. fueron los eritrocitos y su propiedad de darle el color a la sangre, la descripción de los núcleos celulares, los espermatozoides y las bacterias a las que llamó animálculos. A) Janssen B) Hooke C) Leeuwenhoek D) Purkinge

36. El científico .............. introdujo los términos

carecer de pared celular son

procaryote y eukaryote en 1925, para diferenciar los microorganismos nucleados de los anucleados.

A) las cianobacterias. B) las arqueobacterias. C) los micoplasmas. D) los esporulados.

A) Leeuwenoek B) Hooke C) Chatton D) Purkinge

33. Las únicas bacterias que se caracterizan por