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Lesson 1.2How Small Is Small?
MicrobiomeLesson Guides
Lesson 1.2
© The Regents of the University of California
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Microbiome—Lesson 1.2—Activity 2
Understanding the Scale of Cells
Launch the Scale Tool to help you gather evidence about the objects on the new Scale Cards in Set #2.
• Ringworm fungus
• C. difficile bacteria
• Human liver cell
You won’t find these items in the Scale Tool, but you can use the measurements on the Scale Cards: Set #2 and the measurements of other objects in the Scale Tool to help you place these items in the Scale Card Sort!
© 2018 The Regents of the University of California. All rights reserved. Permission granted to photocopy for classroom use.
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Microbiome—Lesson 1.2—Activity 5
Homework: Reading “Cells”
You have learned a lot about cells, but there is so much more to know! Read and annotate the article “Cells” and answer the questions below.
1. What is one new thing you learned about cells from this article?
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2. What are organelles and why are they important?
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3. How are cells, tissues, organs, and systems related?
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© 2018 The Regents of the University of California. All rights reserved. Permission granted to photocopy for classroom use.
Cells: The Basic Unit of Life A1
Cells: The Basic Unit of LifeYour entire body is made of cells—trillions of them! Cells are the tiny structures that make up all living organisms, including sharks, plants, cats, insects, bacteria, and you. People often say that cells are the basic building blocks of life. That’s true, but the phrase “building blocks” makes it sound as if all cells are the same. In fact, organisms are different from one another because of the differences in their cells. There are many types of cells.
How Do We Know About the Cell?
Cells got their name from a scientist named Robert Hooke way back in 1665. Hooke used a basic microscope to look at thin slices of cork, and saw that they were made of many tiny, hollow structures that looked like rooms. In fact, Hooke thought they looked like the rooms where monks lived, so he called them cells.
The cells Hooke saw weren’t actually living cells. Cork is made from the bark of a tree called a cork oak—the cells of the bark are alive when they’re on the tree, but they die when they’re cut off for people to use.
By the time a scientist named Anton van Leeuwenhoek arrived on the scene in 1680, lenses had improved, making it easier for scientists to see much smaller things. Van Leeuwenhoek put things like blood, rainwater, and scrapings from teeth under a microscope, and what did he see? Tiny organisms moving around! Van Leeuwenhoek argued that motion is a sign of life, and was the first scientist to say that cells are living things.
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The plant cells in this photo appear 500 times larger than their actual size. The photo was taken through a microscope and shows the cells that make up the edge of a leaf. Since this photograph shows a cross-section, we can’t tell exactly how long these cells are, but they are roughly 10–20 micrometers tall. Plant cells can be very different from one another, but tend to be 20–50 micrometers in length.
This photo was taken through a microscope. It shows one cell from the cheek of a human, with almost 100 bacteria on it. Each one of those bacteria is a single cell. The bacteria and cheek cell all appear 945 times larger than actual size. Each one of the bacteria is about 1 micrometer long. The cheek cell is 50 to 70 times longer in every direction!
A2 Cells: The Basic Unit of Life
The Basic Unit of Life
All living things are made of cells, including plants and animals and other organisms like bacteria, whether they’re made of just one cell or trillions of cells put together. Things that used to be alive but aren’t anymore, like wood, are still made of cells—but the cells are dead. Things that were never alive, like glass and water, aren’t made of cells at all.
All cells have some things in common. For example, all cells are filled with a jellylike fluid called cytoplasm and enclosed by a cell membrane. This cell membrane controls which substances are allowed in and out of the cell. All cells also have tiny structures called ribosomes that make proteins using instructions from genes. All cells take in food, release energy from the food, and use the energy to do things.
The smallest living organisms are single cells. Most cells are very, very tiny: it takes trillions of them to make a human body. Cells are not the tiniest things in the world, however. Cells are made of molecules, which are much smaller than cells, and molecules are made of atoms, which are even smaller!
At the same time, many cells put together make much larger structures. A bunch of the same type of cells working together is called a tissue, like muscle tissue or nerve tissue. Different types of tissues working together are called an organ, like the brain or the liver—or the stem and leaves of a plant. Different types of organs working together are called a system, like the circulatory system or the musculoskeletal system. And different systems working together make a body like yours!
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There are different types of cells in your blood, including the red blood cells and white blood cells shown in this photo. White blood cells help protect your body from infection. The photo was taken through a powerful microscope, and shows the cells more than 5,000 times larger than their actual size— only about 710 micrometers across.
These tiny glowing organisms live in the ocean. Each organism is made of just one cell, and they can range in size from 10 micrometers to 2,000 micrometers! Some can even be seen with the naked eye.
Cells: The Basic Unit of Life A3
What’s in a Cell?
Cells come in all different kinds, from the cells that make up a carrot to the cells in the human brain. However, many cells have some parts in common, called organelles. Here’s a list of important organelles found in your body cells and the cells of many other organisms.
• Nucleus: The nucleus is a small enclosure inside a cell. It may be small, but it’s very important: the nucleus is the command center of the cell, which contains its DNA and tells the cell how to behave and react.
• Cell membrane: The cell membrane surrounds the cell and is in charge of keeping helpful molecules inside the cell and keeping out molecules that are not helpful. In animal cells, the cell membrane is the outer layer, but plant cells have an extra layer of protection called the cell wall, which is outside of the cell membrane.
• Mitochondria: Mitochondria are beanshaped organelles that use glucose and oxygen molecules to release energy that the cell can use.
• Ribosomes: Ribosomes are tiny organelles that make proteins. They can be found floating freely in the cell or attached to the rough endoplasmic reticulum.
• Endoplasmic reticulum: Endoplasmic reticulum, or E.R., is responsible for making and transporting molecules around the cell. E.R. comes in two types: rough, which is covered in ribosomes, and smooth, whic isn’t.
• Golgi body: The Golgi body is like the post office of the cell—it packs proteins into little packages called vesicles and sends them wherever they’re needed in the cell.
• Cytoplasm: Cytoplasm isn’t an organelle; instead, it’s a gel-like substance that fills the cell. The organelles of the cell are suspended in the cytoplasm and can move around in it.
Organelles are cell parts that perform certain functions. This diagram shows some of the organelles in a typical human body cell. Many other kinds of cells contain the same organelles.
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A4 Cells: The Basic Unit of Life
have different kinds of molecules inside their cells. It turns out that these molecules are important for determining where the organisms can live and what they can use to get energy. For example, one way bacteria and archaea cells are different has to do with their cell membranes, the barriers that separate their insides from the outside environment. The cell membranes of archaea can withstand very high temperatures and harsh chemicals. That is one reason why some archaea can sometimes be found living in places where nothing else can survive.
Cells may be tiny, but there’s no life without them—everything that’s alive is alive because its cells are taking in molecules, releasing energy, and doing jobs like carrying oxygen through the blood and transmitting electricity through the body. Without them, no living things would exist. So if you’re reading this, thank your cells!
Plant cells usually have all of the same organelles as animal cells, plus a few extra organelles that help them meet the needs of plants. These organelles include:
• Cell wall: The cell wall is the waxy outer layer that surrounds plant cells outside of the cell membrane. The cell wall offers extra protection, and its rigid structure helps the plant stand up. The cell wall also keeps the cell from stretching and bursting when too much water flows into the cell.
• Chloroplasts: Chloroplasts are organelles that store chlorophyll, a green substance that allows plants to turn sunlight into the molecules they need to release energy.
• Vacuole: Plant cells have storage in the form of vacuoles, which are large organelles that allow them to store food, waste, and water. The vacuole can also help maintain the right amount of pressure in the cell and isolate anything that might be a threat to the cell. Some animal cells also have vacuoles, but plant cell vacuoles are bigger and more common.
Using Differences in Cells to Classify Living Things
There are three domains (major types) of living things: eukarya, bacteria, and archaea. These domains are actually based on differences in the structures of cells! All organisms in the domain eukarya are made up of cells with a nucleus that contains genetic information. Some eukarya are tiny organisms that are each made up of only one cell, but most are made up of trillions of cells. Examples of eukarya include birds, pine trees, dogs, mushrooms, and humans. Almost all bacteria and archaea are tiny organisms that are each made up of only one cell with no nucleus. Instead of being contained in a nucleus, their genetic material just floats around inside the cell. Bacteria and archaea are in different domains because they C
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Microbioma—Lección 1.2—Actividad 2
Comprender la escala de las células
Inicia la Herramienta de Escala para ayudarte a reunir evidencia acerca de los objetos en las nuevas Tarjetas de Escala en la Colección 2.
• Hongos de tiña
• Bacteria C. difficile
• Célula del hígado humano
No encontrarás estas cosas en la Herramienta de Escala, pero puedes usar las medidas en las Tarjetas de Escala: Colección 2 y las medidas de otros objetos en la Herramienta de Escala para ayudarte a posicionar estas cosas en la Clasificación de Tarjetas de Escala.
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Microbioma—Lección 1.2—Actividad 5
Tarea: leer “Las células”
Has aprendido mucho sobre las células, ¡pero hay tanto más que saber! Lee y añade apuntes al artículo “Las células” y contesta las siguientes preguntas.
1. ¿Qué es algo nuevo sobre las células que aprendiste de este artículo?
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2. ¿Qué son las organelas y por qué son importantes?
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3. ¿Cómo se relacionan las células, los tejidos, los órganos y los sistemas?
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Las células: el componente básico de la vida A1
Las células: el componente básico de la vidaTu cuerpo entero está hecho de células,
¡trillones de ellas! Las células son las estructuras diminutas que componen todos los organismos vivientes, incluyendo tiburones, plantas, gatos, insectos, bacterias e incluyéndote a ti. La gente a menudo dice que las células son los componentes fundamentales de la vida. Es verdad, pero existen muchos tipos de células. En realidad, los organismos difieren unos de otros debido a las diferencias en sus células.
¿Cómo sabemos de la célula?
Las células fueron nombradas por el científico Robert Hooke hace mucho tiempo, en 1665. Hooke utilizó un microscopio básico para observar rebanadas delgadas de corcho, y vio que estaban compuestas por muchas diminutas estructuras huecas que parecían habitaciones. De hecho, Hooke pensó que se parecían a las celdas donde vivían los monjes, así que las nombró “cells”, que en inglés significa “celdas” y también “células”.
La verdad es que las células que vio Hooke no eran células vivientes. El corcho está compuesto por la corteza de un árbol llamado alcornoque. Las células de la corteza están vivas mientras la corteza está unida al árbol, pero se mueren cuando la corteza es cortada para el uso de la gente.
Cuando un científico llamado Anton van Leeuwenhoek llegó a la escena en 1680, las
Las células de planta en esta foto se ven 500 veces más grandes que su tamaño real. La foto fue tomada a través de un microscopio y muestra las células que componen el borde de una hoja. Ya que esta fotografía muestra un corte transversal, no podemos discernir con exactitud la longitud de estas células, pero miden aproximadamente 10 a 20 micrómetros de alto. Las células de plantas pueden ser muy diferentes unas de otras, pero suelen medir de 20 a 50 micrómetros.
Esta foto fue tomada por un microscopio. Muestra una célula de la mejilla de un humano, con casi 100 bacterias encima. Cada bacteria es una sola célula. Las bacterias y la célula de mejilla se ven 945 veces más grandes que su tamaño real. Cada bacteria mide alrededor de 1 micrómetro. La célula de mejilla mide 50 a 70 veces más en cada dirección.
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lentes habían mejorado, lo cual facilitaba que los/as científicos/as observaran cosas mucho más pequeñas. Van Leeuwenhoek ponía bajo su microscopio cosas como sangre, gotas de lluvia y raspados de dientes. ¿Y qué fue lo que vio? ¡Diminutos organismos moviéndose por todas partes! Van Leeuwenhoek argumentó que el movimiento es señal de vida, y fue el primer científico en declarar que las células son cosas vivientes.
El componente básico de la vida
Todas las cosas vivientes están compuestas por células, incluyendo las plantas y los animales y otros organismos como las bacterias, ya sea que estén compuestas por una sola célula o trillones de células juntas. Las cosas que estaban vivas pero que ya no lo están, como la madera, aún están compuestas por células, pero las células están muertas. Las cosas que jamás estuvieron vivas, como el vidrio y el agua, no están compuestas por células en absoluto.
Todas las células tienen unas características en común. Por ejemplo, todas las células están llenas de un fluido gelatinoso llamado citoplasma y envueltas por una membrana celular. Esta membrana celular controla cuáles sustancias tienen permitido entrar y salir de la célula. Todas las células también tienen estructuras diminutas llamadas ribosomas que producen proteínas utilizando instrucciones de los genes. Todas las células toman alimentos, liberan energía de los alimentos y utilizan la energía para realizar funciones.
Los organismos vivientes más pequeños son de una sola célula. La mayoría de las células son muy, muy diminutas. Se necesitan trillones de ellas para hacer un cuerpo humano. Sin embargo, las células no son las cosas más diminutas en el mundo. Las células están compuestas por moléculas, las cuales son mucho más pequeñas que las células, y las moléculas están compuestas por átomos, ¡los cuales son aún más diminutos!
Existen diferentes tipos de células en tu sangre, incluyendo los glóbulos rojos y glóbulos blancos en esta foto. Los glóbulos blancos ayudan a proteger tu cuerpo de infecciones. La foto fue tomada a través de un microscopio poderoso, y muestra las células más de 5,000 veces más grandes de su tamaño real, que es apenas 710 micrómetros.
Estos diminutos organismos que emiten luz viven en el océano. Cada organismo está compuesto por una sola célula, y pueden variar en su tamaño de 10 micrómetros a 2,000 micrómetros. Algunos hasta pueden verse a simple vista.
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Las células: el componente básico de la vida A3
Al mismo tiempo, conjuntos de células componen estructuras mucho más grandes. Un conjunto del mismo tipo de células trabajando juntas se llama tejido, como el tejido muscular o el tejido nervioso. Diferentes tipos de tejidos trabajando juntos se llaman un órgano, como el cerebro o el hígado, o el tallo y las hojas de una planta. Diferentes tipos de órganos trabajando juntos se llaman un sistema, como el sistema circulatorio o el sistema musculoesquelético.
¡Y diferentes sistemas trabajando juntos componen un cuerpo como el tuyo!
¿Qué hay en una célula?
Existe una gran variedad de tipos de células, desde las células que componen una zanahoria hasta las células del cerebro humano. Sin embargo, muchas células tienen algunas partes en común, llamadas orgánulos. La siguiente es una lista de orgánulos importantes encontrados en las células de tu cuerpo y en las células de muchos otros organismos.
• Núcleo: El núcleo es un pequeño recinto dentro de una célula. Aunque pequeño, es sumamente importante. El núcleo es el centro de comando de la célula, el cual contiene su ADN y le dice a la célula cómo comportarse y reaccionar.
• Membrana celular: La membrana celular rodea la célula y está a cargo de mantener las moléculas útiles dentro de la célula y prohibir la entrada a moléculas no útiles. En las células de animales, la membrana celular es la capa exterior, pero las células de plantas tienen una capa de protección adicional llamada pared celular, la cual se encuentra fuera de la membrana celular.
• Mitocondria: Las mitocondrias son orgánulos con forma de frijol que utilizan moléculas de glucosa y oxígeno para liberar energía que la célula pueda usar.
• Ribosomas: Los ribosomas son diminutos orgánulos que hacen proteínas. Pueden
Los orgánulos son partes de una célula que desempeñan ciertas funciones. Este diagrama muestra algunos de los orgánulos encontrados en una célula típica del cuerpo humano. Muchos otros tipos de células contienen los mismos orgánulos.
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A4 Las células: el componente básico de la vida
cuales son orgánulos grandes que les permite almacenar comida, desechos y agua. La vacuola puede además ayudar a mantener el nivel correcto de presión en la célula y aislar cualquier cosa que pueda ser una amenaza a la célula. Algunas células de animales también tienen vacuolas, pero las vacuolas de células de plantas son más grandes y más comunes.
Usando diferencias en las células para clasificar seres vivientes
Existen tres dominios (tipos principales) de seres vivientes: eucarias, bacterias y arqueas. Estos dominios están basados en diferencias en las estructuras de las células. Todos los organismos en el dominio de las eucarias están compuestos por células con un núcleo que contiene información genética. Algunas eucarias son organismos diminutos, cada uno de ellos compuestos por una sola célula, pero la mayoría de ellas están compuestos por trillones de células. Algunos ejemplos de eucarias son aves, pinos, perros, hongos y humanos. Casi todas las bacterias y las arqueas son organismos diminutos, cada uno de ellos compuestos por una sola célula sin núcleo. Su material genético, en vez de encontrarse contenido en un núcleo, simplemente flota por el interior de la célula. Las bacterias y las arqueas son de diferentes dominios porque tienen diferentes tipos de moléculas dentro de sus células. Resulta que estas moléculas son importantes en determinar dónde pueden vivir los organismos y qué pueden usar para obtener energía. Por ejemplo, una manera en que las bacterias y las arqueas son diferentes tiene que ver con sus membranas celulares, las barreras que separan sus interiores del ambiente exterior. Las membranas celulares de las arqueas pueden resistir temperaturas muy altas y químicos fuertes. Esa es una de la razones por las que algunas arqueas pueden a veces ser encontradas en lugares donde nada más puede sobrevivir.
encontrarse flotando libremente en la célula o adheridos al áspero retículo endoplásmico.
• Retículo endoplásmico: El retículo endoplásmico, o R.E., es responsable de hacer y transportar moléculas alrededor de la célula. R.E. viene en dos tipos: áspero, el cual está cubierto por ribosomas, y liso, sin ribosomas.
• Aparato Golgi: El aparato Golgi es como la oficina de correos de la célula. Empaca proteínas en pequeños paquetes llamados vesículas y los envía a donde sean necesarios en la célula.
• Citoplasma: El citoplasma no es un orgánulo, sino que una sustancia gelatinosa que rellena la célula. Los orgánulos de la célula se encuentran suspendidos en el citoplasma y pueden moverse de un lado para otro dentro de este.
Las células de plantas por lo general tienen todos los mismos orgánulos que las células de animales, más unos pocos orgánulos adicionales que las ayudan a satisfacer las necesidades de plantas. Estos orgánulos incluyen:
• Pared celular: La pared celular es la capa externa cerosa que rodea las células de plantas afuera de la membrana celular. La pared celular ofrece protección adicional y su rígida estructura ayuda a que la planta se endereze firme. La pared celular también previene que la célula se estire y se reviente cuando mucha agua fluya hacia dentro de la célula.
• Cloroplastos: Los cloroplastos son orgánulos que almacenan clorofila, una sustancia verde que les permite a las plantas convertir la luz del sol en las moléculas que necesitan para liberar energía.
• Vacuola: Las células de las plantas tienen un almacenamiento en forma de vacuolas, las
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Las células: el componente básico de la vida A5
Las células pueden ser diminutas, pero no hay vida sin ellas. Todo lo que vive está vivo porque sus células están tomando moléculas, liberando energía y haciendo trabajos como llevar oxígeno a través de la sangre y transmitir electricidad a través del cuerpo. Sin ellas, no existirían las cosas vivientes. Así que si estás leyendo esto,
¡dales gracias a tus células!
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