1. Función de Relación: Interacción con el Medio Ambiente
Esta función permite la interacción con el medio ambiente, y se basa en movimientos internos (ciclosis) o externos (tropismos, taxismos).
Tipos de Movimientos Celulares
Ciclosis
Es el movimiento circulatorio que se produce en el citoplasma por cambios de estado y por acción del citoesqueleto ante estímulos externos.
Tropismos
Son movimientos de orientación en el crecimiento de las células vegetales hacia o en contra de un estímulo externo (Ej: fototropismo positivo en hojas y negativo en raíces).
Taxismos
Son movimientos de traslación de células animales, producidos por cilias, flagelos o de forma ameboide, como respuesta a estímulos.
2. Función de Reproducción: Supervivencia de la Especie
Es la propiedad de engendrar organismos similares o iguales, asegurando la supervivencia de la especie. Puede ser por mitosis o por meiosis.
Mitosis
La célula madre origina dos células con igual número de cromosomas.
Meiosis
La célula madre origina cuatro células con la mitad del número cromosómico.
3. Función de Nutrición: Obtención de Materia y Energía
La nutrición es un conjunto de funciones para obtener materia y energía por intercambio con el ambiente.
Nutrición Heterótrofa
En organismos heterótrofos, las funciones principales son: ingestión, digestión, asimilación, excreción, respiración y circulación.
Procesos de la Nutrición Heterótrofa
Ingestión: La célula incorpora materia por endocitosis, formando una vacuola alimenticia.
Digestión: Un lisosoma primario se fusiona con la vacuola alimenticia, formando un lisosoma secundario. Allí las enzimas digestivas desdoblan las moléculas complejas en moléculas simples.
Circulación: Tras la digestión, las proteínas se desdoblan en aminoácidos, los lípidos en ácidos grasos y los hidratos de carbono en monosacáridos. Estas moléculas simples son asimiladas y deben circular por medio de la ciclosis.
Excreción: Las sustancias no asimilables se acumulan en vacuolas o se fusionan con la membrana plasmática, y por exocitosis expulsan su contenido.
Respiración Celular: Se produce gracias a la materia y energía obtenidas de los alimentos digeridos. Es el proceso por el cual la glucosa es oxidada a CO₂ y H₂O en presencia de O₂, con liberación de energía (ATP).
Etapas de la Respiración Celular
Glucólisis: Se realiza en el citoplasma, donde enzimas degradan parcialmente la glucosa, liberando energía (ATP).
Ciclo de Krebs: Ocurre en la matriz mitocondrial por acción enzimática. Se produce liberación de CO₂ y energía.
Cadena Respiratoria: Se produce en las crestas mitocondriales, donde enzimas forman la cadena respiratoria. Finalmente, la glucosa es degradada totalmente.
Nutrición Autótrofa y Fotosíntesis
En organismos autótrofos, las funciones principales son: fotosíntesis, respiración y circulación.
El Proceso de Fotosíntesis
Los vegetales elaboran glucosa a partir de agua, sales, CO₂ y energía luminosa captada por la clorofila. La fotosíntesis se realiza en el parénquima clorofiliano de las plantas y consta de dos etapas:
Los cloroplastos están formados por dos membranas; los tilacoides se apilan formando granas dentro de la matriz, y la clorofila está en la superficie interna de los tilacoides.
Fase Lumínica (Dependiente de la Luz)
Se realiza en los tilacoides en presencia de luz. La energía lumínica es captada por la clorofila y transformada en energía química. La energía química se almacena en compuestos como el ADP que, al incorporar energía, se transforma en ATP. La energía del ATP se utiliza para romper la molécula de agua y separarla en H₂ y O₂ (proceso de hidrólisis). El O₂ sale por los estomas y el H₂ queda detenido en un compuesto que actúa como aceptor de H₂.
Fase Oscura (Ciclo de Calvin)
No necesita luz y ocurre en la matriz (estroma). Se utiliza la energía acumulada en el ATP, el cual cede un ácido fosfórico y origina ADP, liberando energía. Los aceptores ceden el H₂ que se combina con el CO₂ usando energía del ATP. Esa combinación origina glucosa. Este proceso se llama Ciclo de Calvin. A partir de la glucosa se originan azúcares (almidón y sacarosa), lípidos (que se acumulan en oleoplastos) o proteínas (en proteoplastos).
Circulación en Plantas
El transporte de sustancias responde a la teoría de la tensión-cohesión-transpiración.
Transporte de Agua y Sales (Xilema): El agua entra en la raíz por ósmosis, atraviesa la epidermis (rizodermis), pasa al parénquima cortical, y luego entra en el xilema, que se encargará de distribuir el agua y las sales a toda la planta. Para que el agua ascienda, se requiere la cohesión de sus moléculas, que se unen formando columnas y permanecen unidas en todo su recorrido por los vasos del xilema. Cuando la planta transpira por los estomas, se genera un vacío temporario en los vasos xilemáticos que sufren una tensión que hace ascender la columna de agua.
Transporte de Glucosa (Floema): El floema es otro tejido conductor compuesto por células vivas y paralelo al xilema, que transporta la glucosa desde la hoja hasta el resto del vegetal (camino opuesto al xilema).