1Els éssers viusSabem què és la vida?Per a la ciència, mai no ha sigut senzill establir un límit entre allò que està viu i allò que no ho està, ja que, vives o no, les coses són matèria.

Sembla que les diferències consistixen en el fet que tot ésser viu intercanvia matèria i energia amb el medi, canvia de forma, reacciona als canvis de l’entorn i és capaç de generar més vida.

Per què és especial la matèria viva? La seua organització és molt més complexa que la de la matèria inerta. Però, aquesta organització té a veure amb el fet d’estar vius?

Durant segles, la ciència ha buscat una unitat mínima de matèria amb vida. Això només ha estat possible a partir del desenvolupament dels microscopis i d’altres avanços, que ens han permés descobrir aquesta unitat: la cèl·lula.

• Quines característiques compartixen els éssers vius?

• Descriu i dibuixa una cèl·lula. Són iguals les cèl·lules de tots els éssers vius?

• Sense els microscopis no s’haurien descobert les cèl·lules. Per què?

Què estudiaràs1 Així som els éssers vius

2 Les cèl·lules i els seus tipus

3 La descoberta de les cèl·lules

10

1 Així som els éssers viusLa Terra està habitada per una varietat enorme d’éssers vius que els cientí� cs classi� quen en cinc grans grups o regnes: moneres, protoc-tists, fongs, plantes i animals.A pesar de les diferències que hi ha entre els organismes dels diferents regnes, tots els éssers vius tenim tres característiques en comú: la nos-tra composició química és similar, realitzem les tres funcions vitals i estem formats per cèl·lules.

1.1 La nostra composició química és similar

Tots els éssers vius estem formats per compostos químics molt sem-blants. Alguns són inorgànics i altres són orgànics.

• Els compostos inorgànics tenen molècules senzilles que no estan formades per cadenes d’àtoms de carboni. Els que més abunden en els éssers vius són l’aigua (entre un 60% i un 90% de la composició dels éssers vius és aigua) i els minerals.

• Els compostos orgànics tenen molècules complexes formades per ca-denes d’àtoms de carboni unides a altres àtoms. Els que formen part dels éssers vius són els hidrats de carboni, els lípids, les proteïnes, l’ADN, les vitamines…

1.2 Realitzem les tres funcions vitals

Tots els éssers vius realitzem tres conjunts de processos anomenats funcions vitals. Són la nutrició, la relació i la reproducció.

• La nutrició consistix a prendre substàncies de l’entorn; utilitzar-les per a obtindre energia, per a créixer o per a reparar les parts que s’han fet malbé, i eliminar les substàncies de rebuig resultants.

• La relació consistix a percebre els canvis que es produïxen en l’ambient, anomenats estímuls, i reaccionar-hi de forma adequada.

• La reproducció és la capacitat que tenen els éssers vius per a generar descendents amb les mateixes característiques.

1.3 Estem formats per cèl·lules

Tots els éssers vius estem constituïts per cèl·lules. Una cèl·lula és la unitat mínima d’un ésser viu que pot realitzar les funcions vitals.

Segons el nombre de cèl·lules que componen un ésser viu, distingim dos tipus d’éssers: unicel·lulars i pluricel·lulars.• Els éssers unicel·lulars estan formats per una sola cèl·lula. En alguns

casos, formen agrupacions d’individus, anomenades colònies.• Els éssers pluricel·lulars estan formats per moltes cèl·lules que fun-

cionen com un tot integrat. Tenen diferents nivells d’organització, segons que tinguen teixits, òrgans, aparells o sistemes.

▼ Reforça el vocabulari

1 Definix nutrició, relació, repro-ducció i cèl·lula. Intenta confec-cionar un glossari amb tots els termes nous que trobaràs al llarg del curs. Si vols crear-lo amb un programa informàtic, consulta www.anayadigital.com.

▼ Expressa el que saps

2 Quin és el component més abun-dant en els éssers vius?

3 Què diferencia els composts in-orgànics dels orgànics?

▼ Treballa amb imatges

4 Observa la il·lustració de la pàgi-na de la dreta i respon:

a) Quins regnes inclouen éssers vius unicel·lulars?

b) Quins nivells d’organització es donen entre els compo-nents del regne dels animals?

c) Quin dels cinc regnes inclou els éssers vius amb un nivell d’organització superior? En què consistix aquest nivell?

Activitats

Pots consultar les presentacions «Els cinc regnes», «Recordem què és un compost químic», «La com-posició dels éssers vius» i «Els nivells d’organització dels éssers vius». També hi trobaràs l’activitat interactiva «Classifique éssers vius segons el seu nivell d’organització».

En la web

UNITAT

1

11

La diversitat dels éssers vius, la classificació i els nivells d’organització

MONERES

UN

ICEL

·LU

LAR

SP

LUR

ICEL

·LU

LAR

S

Bacteris

Cianobacteris

Protozous Llevats

Floridures

Molses

Meduses

Platihelmints

Aus

Rèptils

Am� bis

Artròpodes

Mamífers

Mol·luscos

Peixos

Gimnospermes Angiospermes

Falgueres

Pòlips

Esponges

Colònies d’algues

Algues pluricel·lulars

Fongs amb bolets

Sen

se t

eixi

tsA

mb

teix

its s

ense

òrg

ans

Am

b òr

gans

sen

se a

pare

llsA

mb

apar

ells

i si

stem

es

PROTOCTISTS FONGS PLANTES ANIMALS

12

2 Les cèl·lules i els seus tipus2.1 Així són les cèl·lules

Per a observar cèl·lules, necessitem l’ajuda d’un microscopi perquè, en general, són tan menudes que no es distingixen a simple vista (només tenen entre 0,001 i 0,1 mm). Per aquest motiu, diem que les cèl·lules són microscòpiques.

■Les estructures bàsiques de totes les cèl·lulesTotes les cèl·lules tenen tres estructures bàsiques: la membrana plas-màtica, el citoplasma i el material genètic. • La membrana plasmàtica és un embolcall molt � que circumda la

cèl·lula i que regula l’intercanvi de substàncies amb l’exterior.• El citoplasma és el líquid espés que ompli l’interior cel·lular. Conté

diversos orgànuls cel·lulars, que són estructures encarregades de rea-litzar les funcions cel·lulars.

• El material genètic (ADN) és una substància amb aspecte � brós (for-ma una espècie de � ls) que controla l’activitat cel·lular.

2.2 Tipus de cèl·lulesSegons on se situa el material genètic, es distingixen dos tipus de cèl·lules: les procariotes i les eucariotes.

■Les cèl·lules procariotes

Les cèl·lules procariotes tenen l’ADN al citoplasma. Són el tipus de cèl·lules característiques dels bacteris.

Aquestes cèl·lules tenen una paret cel·lular rígida que circumda la membrana. Algunes tenen també � laments (com les fímbries, que les � xen al substrat, o com els � agels, que poden agitar per a desplaçar-se).Els únics orgànuls que tenen són els ribosomes, que fabriquen proteïnes.

Així és una cèl·lula procariota

Flagel

Paret cel·lular

Ribosomes

Material genètic

Membrana plasmàtica

Paret cel·lular

Fímbries

Trobaràs la presentació titulada «Tipus de cèl·lules» i l’activitat in-teractiva titulada «Les parts de la cèl·lula».

En la web

Consulta la tasca per a investigar I, titulada «Com s’observen les cèl·lules», per aprendre a realitzar aquest tipus d’observacions.

El treball científic

UNITAT

1

13

■Les cèl·lules eucariotes

Les cèl·lules eucariotes tenen l’ADN dins d’un orgànul anomenat nucli. Són el tipus de cèl·lules pròpies dels protoctists, els fongs, les plantes i els animals.

Aquestes cèl·lules tenen una gran varietat d’orgànuls. Alguns, com els ribosomes (que fabriquen les proteïnes), els lisosomes (que digerixen substàncies) o els mitocondris (que produïxen l’energia que la cèl·lula necessita), són comuns a totes les cèl·lules eucariotes. En canvi, altres són exclusius de les cèl·lules de determinats éssers. Per exemple:• Les cèl·lules vegetals (les de les plantes i les algues) tenen cloroplas-

tos (els orgànuls que realitzen la fotosíntesi) i grans vacúols que em-magatzemen aigua. A més, tenen una paret cel·lular rígida.

• Les cèl·lules dels animals tenen uns orgànuls anomenats centríols, que intervenen en la divisió cel·lular i en la formació de cilis i � agels (uns � laments responsables dels moviments cel·lulars).

▼ Reforça el vocabulari

1 Definix els conceptes següents: microscòpic, cèl·lula procariota i cèl·lula eucariota.

▼ Organitza la informació

2 Resumix en una taula les sem-blances i les diferències que hi ha entre les cèl·lules dels ani-mals i les cèl·lules dels vegetals.

▼ Resumix en un dibuix

3 Fes un esquema d’una cèl·lula procariota i assenyala’n les parts.

Activitats

Paret cel·lular

Vacúol

Nucli

Ribosomes

Lisosomes i altres vesícules

Mitocondri

Membrana

CentríolsCloroplast

Així és una cèl·lula eucariota animalAixí és una cèl·lula eucariota vegetal

14

3 La descoberta de les cèl·lules

Ara sabem que els éssers vius estan formats per cèl·lules i que aquestes són les unitats bàsiques de la vida. Tanmateix, descobrir això va requerir segles d’investigació i no fou possible � ns a la invenció del microscopi.

3.1 Al principi, només observacionsEn el segle xvii, molts naturalistes començaren a utilitzar microscopis primitius per observar i descriure detalls dels éssers vius. D’aquesta època daten les observacions de teixits realitzades per l’italià Marcello Malpighi, o de microorganismes en l’aigua, com els que va observar l’holandés Anton van Leeuwenhoek.L’any 1665, l’anglés Robert Hooke examinà una làmina de suro i va veure que estava formada per unes cavitats semblants a una bresca d’abelles; per això les anomenà, en llatí, cella (cel·les o cèl·lules). No fou conscient del que eren en realitat (el suro està format per les parets de cèl·lules vegetals mortes), però els posà el nom que hui utilitzem.Durant la resta del segle xvii i el xviii, l’observació de cella en les estruc-tures microscòpiques de plantes i animals va fer sospitar a molts cientí-� cs que les cèl·lules podrien ser components bàsics de la vida.

3.2 La teoria cel·lularJa en el segle xix, la fabricació de microscopis de millor qualitat va per-metre que alguns cientí� cs pogueren descriure estructures cel·lulars, com el citoplasma i el nucli, i que identi� caren les cèl·lules com les uni-tats fonamentals de què es componen els éssers vius.Tanmateix, foren tres cientí� cs alemanys, el botànic Matthias Schleiden, el zoòleg � eodor Schwann i el metge Rudolf Virchow, els qui van resu-mir aquestes idees en una de les teories més importants de la biologia: la teoria cel·lular. Els tres principis d’aquesta teoria són els següents:

• La cèl·lula és la unitat estructural dels éssers vius. És a dir, tots els éssers vius estan formats per una o més cèl·lules.

• La cèl·lula és la unitat funcional dels éssers vius. És a dir, és la part més menuda d’un ésser viu capaç de realitzar les funcions vitals.

• La cèl·lula és la unitat d’origen dels éssers vius. És a dir, tota cèl·lula prové d’una altra cèl·lula.

Aquesta teoria es va anar con� rmant per a tots els éssers vius. L’espa-nyol Santiago Ramón y Cajal la va demostrar � ns i tot per al teixit nervi-ós quan va descriure cèl·lules (neurones) en aquest teixit, que semblava que tenia una aparença � brosa, molt complexa i no cel·lular.A partir de l’acceptació de la teoria cel·lular, els biòlegs se centraren a re-velar els detalls de l’interior cel·lular. El desenvolupament del microscopi òptic i, sobretot, del microscopi electrònic, que augmenta entre 500 000 i un milió de vegades la imatge, ha fet possibles nous avanços.

▼ Reforça el vocabulari

1 Explica què signifiquen aquests conceptes: unitat estructural, uni-tat funcional i unitat d’origen.

▼ Expressa el que saps

2 Quina importància va tindre el microscopi en la descoberta de les cèl·lules?

▼ Tin iniciativa

3 Tria un dels investigadores que s’esmenten en el text i prepara un informe en el qual dónes la teua opinió sobre la importància que va tindre la seua aportació per a la humanitat.

4 Fes una redacció en la qual di-gues si t’agradaria ser un cien-tífic com els d’aquesta pàgina i què t’agradaria descobrir.

Activitats

Trobaràs les presentacions «Història de la teoria cel·lular», «Videocòmic: la teoria cel·lular», «L’aportació de Ramón y Ca-jal» i l’activitat interactiva «Els principis de la teoria cel·lular».

En la web

UNITAT

1

15

Principals fets històrics en la descoberta de les cèl·lulesMarcello Malpighi. Observà talls de plantes i d’animals.

Tall de planta

Cel·les

Cèl·lules animals

Cèl·lules vegetals

Cèl·lules nervioses

(neurones)

Anton van Leeuwenhoek. Observà microorganismes en l’aigua.

Microscopi òptic primitiu

Cèl·lules dividint-se

Nuclis

Robert Hooke. Observà cel·les en làmines de suro i les anomenà cèl·lules.

R. Virchow. Determinà que la cèl·lula és la unitat funcional i d’origen dels éssers vius.

M. Schleiden i T. Schwann.Identi� caren les cèl·lules com a unitats estructurals en animals i plantes.

S. Ramón y Cajal. Comprovà la teoria cel·lular per al cas del teixit nerviós.

El microscopi electrònic va permetre observar l’interior cel·lular molt ampliat.

El microscopi òptic es va perfeccionar.

Robert Brown. Identi� cà el nucli en

cèl·lules vegetals.

Tall de

Cèl·lules

Cèl·lules animals

Cel·les

Microscopi òptic primitiu

Cèl·lules

Cèl·lules dividint-se

Nuclis

16

Desenvolupa les teues competències

Cinema i ciència Després d’explicar quina és la dimensió de les cèl·lules, la professora projectà a classe una seqüèn-cia d’una pel·lícula de ciència � cció. En aquesta, el protagonista, un galant d’un metre huitanta, amb una espècie de vestit de bus, sofria els efectes del «Raig encongidor»: uns cientí� cs l’havien reduït a una mil·lèsima part de la seua mida i l’observaven amb la «microcàmera de 1 000 augments».L’havien injectat en la sang d’una bella astronauta. Allà, entre els glòbuls rojos, havia de trobar i destruir un microbi paràsit extraterrestre que, per la forma i les dimensions, recordava un protozou.La professora va parar la pel·lícula en un fotogra-ma en el qual l’heroi esquivava un glòbul roig que l’envestia a gran velocitat i que, comparat amb ell, era de la grandària d’un cotxe, i els va dir:• En aquesta seqüència hi ha algunes dades cientí-

� ques que coneixem en l’actualitat i que no han tingut en compte els realitzadors de la pel·lícula. A què penseu que em referisc?

A l’aula es va crear una gran confusió. Alguns es-tudiants expressaren idees sobre la possibilitat real d’encongir algú; uns altres, sobre la conveniència d’eliminar, o no, un organisme extraterrestre… Quan s’acabà la classe, la professora comentà:• Les vostres re� exions han resultat molt interes-

sants, però hi ha un aspecte de la seqüència que no heu tingut en compte. Us he enviat a tots el fo-tograma per correu electrònic, juntament amb al-gunes dades i unes preguntes. Treballeu amb això.Demà posarem en comú les vostres conclusions.

▼Observa i investiga

1 Fixa’t en el correu electrònic que va enviar la profes-sora. Intenta resoldre en el quadern les preguntes que s’hi plantegen.

▼Observa, investiga i opina

2 Creus que és possible encongir algú?

3 Què intentava la professora que aprengueren els es-tudiants amb la pel·lícula?

PREGUNTES

DADES FOTOGRAMA 45

PER ALS MEUS ALUMNES

Bacteri = 1 μ = 0,001 mmGlòbul roig humà = 10 μ

Protozou = 100 μ

Bacteri = 1000 μ = 1 mmGlòbul roig humà = 10000 μ = 1 cm

Protozou = 100000 μ = 10 cm

Longituds reals d’algunes cèl·lules

Longitud que tindrien vistes amb 1000 augments

1. Quines creus que serien les dimensions del protagonista una vegada reduït mil vegades?2. De quines dimensions es podria veure el protagonista amb la càmera de 1 000 augments? I el glòbul roig?3. Observa el fotograma i, d’acord amb els teus càlculs, intenta explicar quin és l’error de la pel·lícula.

UNITAT

1

17

UNITAT

1

Organitza les teues idees1 Copia en el quadern l’esquema que apareix a

continuació i completa’l.2 Fes en el quadern un esquema similar per a

resumir els nivells d’organització.

Els éssers vius

Realitzem les tres ..... .....

Estem formats per una o més …

..... ..... Eucariotes ..... Eucariotes .....

compartim tres característiques

que són

que tenen tres estructures bàsiques que poden ser que són, segons la teoria

cel·lular,

.....

.....

.....

La nostra composició química és similar

és a dir, estem compostos per molècules

Inorgàniques, com:.....

Orgàniques, com:.....

..... .....Citoplasma amb .....

..... ..... (ADN)

Unitat .....Unitat .....

Unitat de .....

18

Comprova com progresses

Utilitza el vocabulari i expressa’t1 De� nix els termes següents: membrana plas-

màtica, citoplasma, cloroplast, mitocondri, cen-tríol, material genètic, nucli.

2 Escriu en el quadern dues frases amb sentit que incloguen els termes següents:a) Inorgànics, compostos, éssers vius, orgà-

nics, químics, semblances.b) Procariotes, ADN, nucli, citoplasma, euca-

riotes, orgànuls.3 Les frases següents són falses. Explica per què

en cada cas:a) Tots els éssers vius, excepte els bacteris, es-

tan formats per cèl·lules.b) Totes les cèl·lules tenen membrana plas-

màtica, citoplasma i nucli.c) Les cèl·lules eucariotes tenen nucli, però no

tenen orgànuls.d) Les cèl·lules eucariotes vegetals tenen cloro-

plastos, però no tenen mitocondris. 4 Escriu en el quadern un text d’unes deu línees

per a exposar els principis de la teoria cel·lular. Anomena els cientí� cs que l’enunciaren.

Treballa el que has aprés5 Explica quin tipus de cèl·lula és la que apareix

en la il·lustració i escriu en el quadern els noms dels orgànuls assenyalats amb nombres.

6 Observa les fotogra� es preses amb un micros-copi òptic i contesta les qüestions:a) Raona quina imatge pertany a una cèl·lula

animal i quina a una cèl·lula vegetal.b) Anomena les estructures cel·lulars que hi re-

conegues.c) Dibuixa les cèl·lules de les fotogra� es.

7 Classi� ca els compostos següents com orgànics o inorgànics:a) Glúcids. b) Aigua. c) Vitamines, proteïnes, lípids, àcids nucleics, sals minerals.

8 Raona si aquestes frases són vertaderes o falses:a) El regne moneres està format només per orga-

nismes unicel·lulars, i els altres quatre regnes, només per organismes pluricel·lulars.

b) En tots els regnes hi ha organismes pluricel·lulars.

c) Els regnes de les plantes i dels animals només inclouen éssers pluricel·lulars amb teixits.

d) Tots els components del regne dels animals tenen òrgans.

12

3

UNITAT

1

19

UNITAT

1

Comprova com progresses9 Raona si les frases següents, relacionades amb

la teoria cel·lular, són vertaderes o falses: a) Tots els éssers vius estan formats per més de

dues cèl·lules.b) El nucli de les cèl·lules és la part més menu-

da d’un ésser viu capaç de realitzar les fun-cions vitals.

c) Totes les cèl·lules, excepte els bacteris, pro-venen d’una altra cèl·lula.

d) Tots els éssers vius estan formats per una o més cèl·lules procariotes.

Aplica-hi les matemàtiques10 Com saps, les cèl·lules tenen unes dimensions

microscòpiques. Per a mesurar-les, s’utilitza una unitat anomenada micròmetre o micra (µ).

1 µ = 0,001 mm = 0,000001 ma) Observa els bacteris de la fotogra� a i cal-

cula la longitud real d’un d’aquests. Si col·locàrem en � la un grup d’aquests bacte-ris, quants en cabrien en un mil·límetre?

b) Calcula a quants augments està feta aques-ta fotogra� a, si sabem que la mida real d’aquestes cèl·lules és de 10 micres.

Progressa pel teu compte11 Els dibuixos de cèl·lules que es mostren en els

llibres de text són una interpretació de les ob-servacions realitzades amb els microscopis.

Per exemple, la fotogra� a que veus a continua-ció es va realitzar quan es va observar al mi-croscopi electrònic un tall � níssim d’un grup de cèl·lules vegetals. Després, amb un ordina-dor, es va aïllar la imatge d’una sola cèl·lula i es van acolorir les diferents estructures observa-bles, que corresponen a algunes de les parts de la cèl·lula que has estudiat.

Si ara compares la fotogra� a amb el dibuix de la cèl·lula vegetal que has estudiat en aquest llibre, tindràs una idea de com es veuen al microscopi algunes parts de la cèl·lula i com s’interpreten en els dibuixos.a) Ara observa la fotogra� a següent i intenta

identi� car els orgànuls enumerats.b) Digues de quin tipus de cèl·lula es tracta.

30 000 augments

Vacúol

NucliCloroplast Paret cel·lular

Mitocondri

2

1