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Organización celular de los seres vivos
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ESTUDIO DE LA CELULA
• El microscopio óptico se puede utilizar para la observación de células y estructuras que no sean inferiores a 0,2 micras, si se necesita efectuar corte para ver algo con detalle debe utilizarse una herramienta de precisión llamada micrótomo ya que el corte debe ser lo suficientemente fino como para que deje pasarla luz, si lo que se quiere observar son células vivas se utiliza una tinción con colorantes que no afecten la célula.
• El microscopio electrónico presenta una resolución entre 0,5 y 1 nm por lo que permite estudiar la estructura subcelular.
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La forma y el tamaño de las células es muy variable.
Bacteria
Leucocito
Célula intestinal
Célula adiposa
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El descubrimiento de la célulaRobert Hooke (siglo XVII) observando al microscopio comprobó que en los seres vivos aparecen unas estructuras elementales a las que llamó células. Fue el primero en utilizar este término.
Dibujo de R. Hooke de una lámina de corcho al microscopio
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El descubrimiento de la célulaAntony van Leeuwenhoek (siglo XVII) fabricó un sencillo microscopio con el que pudo observar algunas células como protozoos y glóbulos rojos.
Dibujos de bacterias y protozoos observados por Leeuwenhoek
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La teoría celularEstos estudios y los realizados posteriormente ( Schleiden y Schwann) permitieron establecer en el siglo XIX lo que se conoce como Teoría Celular, que dice lo siguiente:
1- Todo ser vivo está formado por una o más células.
2- La célula es lo más pequeño que tiene vida propia: es la unidad anatómica y fisiológica del ser vivo.
3- Toda célula procede de otra célula preexistente. (Virchow, 1855)
4- El material hereditario pasa de la célula madre a las hijas.
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Tipos de Organización celularPodemos encontrar dos tipos de células en los seres vivos:
CÉLULA PROCARIOTA
•El material genético ADN está libre en el citoplasma.
•Sólo posee unos orgánulos llamados ribosomas.
•Es el tipo de célula que presentan las bacterias
CÉLULA EUCARIOTA
•El material genético ADN está encerrado en una membrana y forma el núcleo.
•Poseen un gran número de orgánulos.•Es el tipo de célula que presentan el resto de seres vivos.
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Tipos de células eucariotas
Célula eucariota animal Célula eucariota vegetal
Recuerda: que la célula vegetal se caracteriza por:
• Tener una pared celular además de membrana
•Presenta cloroplastos, responsables de la fotosíntesis
•Carece de centriolos.
•Vacuolas más grandes
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La estructura de la célula
MEMBRANA PLASMÁTICA: una membrana que la separa del medio externo, pero que permite el intercambio de materia.
La estructura básica de una célula consta de:
CITOPLASMA: una solución acuosa en el que se llevan a cabo las reacciones metabólicas.
ADN: material genético, formado por ácidos nucleicos.
ORGÁNULOS SUBCELULARES: estructuras subcelulares que desempeñan diferentes funciones dentro de la célula.
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La estructura de la célula procariota
• Las células procariotas son menos complejas estructuralmente y fueron las primeras células que habitaron la Tierra.
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• El material genético es una doble cadena de ADN que no está rodeada por una membrana nuclear, sino que se encuentra dispersa en el citoplasma, es bicatenario y circular. En ocasiones pueden existir fragmentos de ADN extracromosómico bicatenarios y circulares con genes "extra" (resistencia a antibióticos, producción de cápsula bacteriana...) denominados plásmidos.
• Los únicos orgánulos que posee son los ribosomas para la síntesis de proteínas y carece de orgánulos membranosos como los existentes en las células eucariotas.
• Algunas bacterias poseen por fuera de la pared celular una cápsula, o flagelos o cilios para la locomoción, o fimbrias para la sujeción a superficies.
La estructura de la célula procariota• Tiene una pared celular que rodea y protege a la
célula y le da la forma. • La membrana plasmática presenta unos repliegues
llamados mesosomas donde se localizan numerosas enzimas relacionadas con diversos procesos metabólicos (respiración celular, duplicación del ADN, fotosíntesis -en el caso de bacterias fotosintéticas-, etc.)
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Los orgánulos celulares de la célula animal
Núcleo: contiene la instrucciones para el funcionamiento celular y la herencia en forma de ADN.
Mitocondrias: responsables de la respiración celular, con la que la célula obtiene la energía necesaria.
Retículo: red de canales donde se fabrican lípidos y proteínas que son transportados por toda la célula..
Aparato de Golgi: red de canales y vesículas que transportan sustancias al exterior de la célula.
Vacuolas: vesículas llenas de sustancias de reserva o desecho.Lisosomas: vesículas
donde se realiza la digestión celular.
Ribosomas: responsables de la fabricación de proteínas
Centriolos: intervienen en la división celular y en el movimiento de la célula.
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MEMBRANA PLASMÁTICAMEMBRANA PLASMÁTICA• La membrana plasmática representa el límite entre el
medio extracelular y el intracelular. • En la composición química de la membrana entran a
formar parte lípidos, proteínas y glúcidos
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MEMBRANA PLAMÁTICA
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Estructuras de soporte y locomoción.
CITOESQUELETO:CITOESQUELETO:Conjunto de filamentos que sirven de soporte a
los orgánulos y da forma a la célula.Permite el desplazamiento de orgánulos por el
citoplasma.
ESTRUCTURAS NO MEMBRANOSAS
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CitoesqueletoCitoesqueleto
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CentrosomaCentrosomaOrgánulo formado por dos estructuras cilíndricas denominadas centríolos, dispuestos perpendicularmente entre sí.
Lleva a cabo las siguientes funciones:-Control del reparto del material genético durante las divisiones celulares-Regulación del movimiento de los orgánulos vibrátiles de la célula: cilios y flagelos.
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CentrosomaCentrosoma Cromosomas con el material
genético, repartiéndose a las dos células hijas durante la división celular.
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CENTRIOLOS
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CENTRIOLOS
Son característicos de las células animales y están constituidos por un cilindro hueco formado por nueve grupos de tres microtúbulos. Ambos centríolos se disponen en ángulo recto. Participan en la división celular, son los encargados de dirigir el movimiento de los cromosomas.
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ORGÁNULOS DE SÍNTESIS ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE.
• Retículo endoplasmático: Consiste en un conjunto de sacos membranosos que forman cavidades comunicados entre sí .
• Existen dos tipos:1.-RE.rugoso: que presenta ribosomas
adosados.2.-RE liso que carece de ellos.
Se encarga del almacenamiento y transporte de sustancias por el citoplasma celular.
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Retículo endoplasmáticoRetículo endoplasmático
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Retículo endoplasmáticoRetículo endoplasmáticoSistema de membranas que
forman en el citoplasma una red completa de túbulos y sacos
que se conectan con la membrana nuclear.
Puede encontrarse libre (retículo endoplasmático liso)
o con ribosomas adheridos (retículo endoplasmático
rugoso)R.E. Rugoso
R.E. Liso
Entre sus funciones se pueden citar las siguientes:
•Transporte y almacenamiento de sustancias•Fabricación de sustancias•Destrucción de sustancias tóxicas
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RETÍCULO ENDOPLAMÁTICO
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RIBOSOMASRIBOSOMAS Todas las células de los
organismos vivos contienen ribosomas, que son pequeñas estructuras distribuidas por todo el citoplasma y también concentradas en ciertos lugares en particular, como en el retículo endoplásmico rugoso, y dentro de los cloroplastos y las mitocondrias.
• En los ribosomas ocurre uno de los pasos más importantes de la fabricación de proteínas al interior de la célula.
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Ribosomas
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Aparato de GolgiAparato de Golgi
Camillo Golgi (1844-1926)
Orgánulo membranoso formada por la agrupación de sacos aplanados y vesículas.Se encarga de la preparación y secreción de sustancias
Se llama así en honor a
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APARATO DE GOLGI
• Esta formado por grupos de sáculos aplanados apilados en paquetes de 4 a 8 rodeando a los centriolos. Cada grupo es una unidad funcional llamada dictiosoma. Su función consiste en almacenar y transportar hacia el exterior (secreción), las sustancias que se han producido en el retículo endoplásmico.
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Retículo Retículo endoplasmáticoendoplasmático
Aparato de GolgiAparato de Golgi
A veces las sustancias terminan de fabricarse en el Aparato de Golgi
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APARATO DE GOLGI
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LisosomasLisosomasSon pequeñas vesículas (“saquitos”) membranosas de forma esférica, producidas por el Aparato de Golgi, que albergan en su interior enzimas (*) digestivas.
Interior de la célula
Fuera de la célula
Fuera de la célula
Aparato de Golgi Lisosomas
Los lisosomas digieren (destruyen) el material
ingerido
Son “capturadas” pequeñas partículas
del exterior
Algunas sustancias pasan hacia el citoplasma
Membrana
Retículo Endoplasmático
(*) Enzimas: son unas sustancias fabricadas por las células capaces de provocar cambios químicos.
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LisosomasLisosomasGracias a los lisosomas algunas células pueden digerir (destruir) partículas extrañas que pueda haber fuera de ellas. Incluso pueden destruir bacterias y virus mediante este mecanismo que se llama FAGOCITOSIS
BacteriaUno de los tipos de glóbulos
blancos, realizando la FAGOCITOSIS (captura y
destrucción) de una bacteria.
La bacteria es fagocitada
La bacteria es destruida
Glóbulo blanco
Pseudópodos
Núcleo
En las demás células de tu cuerpo los lisosomas destruyen a los orgánulos viejos.
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LISOSOMAS
Son vesículas rodeadas de una membrana sencilla que se relacionan funcional y estructuralmente con el aparato Golgi del que provienen, desprendiéndose de él por estrangulamiento de sus sáculos. Los lisosomas contienen enzimas digestivas por lo que desempeñan un papel importante en la digestión intracelular de diferentes nutrientes.
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VacuolasVacuolasSon vesículas membranosas de tamaño y forma variables, que son más frecuentes y de mayor tamaño en las células vegetales.Se encargan de ALMACENAR SUSTANCIAS diversas.
Pared celular
Membrana celular
Núcleo
Vacuola
Célula vegetal
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VACUOLA
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VACUOLAS
Son grandes cisternas (llegan a ocupar el 90% del volumen celular) membranosas, en las células vegetales tienen como misión almacenar sustancias de desecho o reserva. Y a mantener la forma, gracias a la turgencia.
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Ejemplos de células con orgánulos vibrátiles.Célula con flagelo: El espermatozoide
Corte transversal de un Corte transversal de un flageloflagelo
Cilios y flagelosCilios y flagelos
Apéndices móviles que sólo poseen algunas células cuya función es la del desplazamiento de la célula y para crear corrientes en el medio que las rodea.
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Cilios y flagelosCilios y flagelos
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Orgánulos de transformación de energía.
• MITOCONDRIAS. Células animales y vegetales
• CLOROPLASTOS. Solo en células vegetales.
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MitocondriasMitocondrias
Fotografía a microscopio
Orgánulos alargados compuestos por una doble membrana, la externa, lisa, y la interna, con una serie de repliegues que se denominan crestas mitocondriales.
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MitocondriaMitocondria
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MITOCONDRIAS
• Son orgánulos con forma esférica u ovalada que se
encuentran distribuidas por todo el citoplasma. Poseen dos membranas y la interior presenta numerosas invaginaciones formando crestas. La función que desempeñan esta relacionada con la respiración celular: Combustión de moléculas orgánicas, para obtener energía.
• La matriz contiene ribosomas y ADN
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MITOCONDRIAS
MITOCONDRIA
Membranaexterna
Membranainterna
Crestas
EspacioInter-
membrana
Matriz
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Mitocondrias
• La energía se obtiene a partir del proceso denominado RESPIRACIÓN CELULAR que consiste en la siguiente transformación:
Materia orgánica(glucosa) + O2 CO2 + H2O + Energía.
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Respiración Respiración celularcelular
La función de las mitocondrias es la
Ampliación de una mitocondria
OxígenoAlimento
Dióxido de carbonoEnergía
Respiración celular en Respiración celular en la mitocondriala mitocondria
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Combustión
Dióxido de Carbono
Oxígeno O2 CO2
EnergíaEl oxígeno es imprescindible para que se produzca la combustión
La respiración celular se parece mucho a la combustión:
¿Por qué se apaga la llama de la vela?
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La vela se apaga por falta
de oxígeno
La respiración celular se parece mucho a la combustión:
El ratón muere por falta de oxígeno
(se asfixia)
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El núcleo celularEl núcleo celularNúcleo
Ampliación del núcleo
El núcleo dirige toda la actividad de la célula porque contiene las “instrucciones” o el “programa” de ésta.
Esta información con las “instrucciones” se almacena en una molécula llamada ADN (ácido desoxirribonucleico), que está en unos corpúsculos del núcleo llamados CROMOSOMAS.
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El núcleo celularEl núcleo celular
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EL NÚCLEO
Es el orgánulo principal de la célula ya que es el que rige todas las funciones celulares y es el portador de material genético.
Contiene:• Cromatina: Formada por fibrillas
enmarañadas. Cada fibra es ADN con proteínas. En el momento de la división, se condensa y forma cromosomas
• Nucleolos: una o varias esferas donde se forman los ribosomas
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CROMOSOMAS
• Es un filamento que presenta una constricción llamada centrómero, están formado por ADN, que es el portador de los caracteres hereditarios, y proteínas llamadas histonas y protaminas que permiten el funcionamiento del cromosoma
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ADNCROMOSOMA
Tipos de cromosomas
Metacéntrico
Submetacéntrico
Acrocéntrico
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Cariotipo humano Parejas de cromosomas
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En ocasiones rodeando la membrana plasmática existe una pared celular rígida que protege y da forma a la célula. Está compuesta fundamentalmente de celulosa en la células vegetales y quitina en algunos hongos.
Pared celularPared celular
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Pared CelularPared Celular
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CloroplastosCloroplastos
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CloroplastosCloroplastosOrgánulos constituidos por una doble membrana que
albergan en su interior una serie de sáculos
membranosos, los tilacoides, en cuya membrana se encuentra la clorofila,
pigmento que les da su característico color verde.
En ellos se produce la fotosíntesis, proceso de
síntesis (fabricación) de moléculas orgánicas a partir
de las inorgánicas.
Sólo las células vegetales tienen cloroplastos
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CLOROPLASTOS
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FotosíntesisEn la fotosíntesis, las plantas toman agua y dióxido de carbono (CO2) del aire y, gracias a la energía solar, fabrican materia orgánica (alimento para ella misma y para los animales) y producen un residuo para ellas: el oxígeno (O2)
Oxígeno O2
Agua y sales
minerales
Dióxido de Carbono
CO2
Energía de la lu
z solar
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Cloroplastos.• Orgánulos exclusivos de
células vegetales.• Tienen forma redondeada y
su tamaño varía de unas células a otras.
• Poseen una membrana externa y otra interna que forma sacos apilados denominados grana formados por unidades: tilacoides (en su membrana está la clorofila)
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CLOROPLASTOS
Al igual que en las mitocondrias, en su interior (estroma) hay ribosomas y ADN, por lo que pueden fabricar sus propias proteínas
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Las funciones celulares
•Nutrición celular
•Relación celular.
•Reproducción celular
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Nutrición celularLa nutrición celular engloba los procesos destinados a proporcionar a la célula energía para realizar todas sus actividades y materia orgánica para crecer y renovarse.
En la nutrición heterótrofa (células animales):•La membrana permite el paso de algunas sustancias.
•La célula incorpora partículas mayores mediante fagocitosis.
•Una vez incorporadas estas sustancias son utilizadas en el metabolismo celular.
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Nutrición celular
En la nutrición autótrofa (células vegetales):•La célula atrapa la energía de la luz solar.
•La célula incorpora agua, CO2 y sales minerales y mediante la energía atrapada fabrica sus propios alimentos (fotosíntesis).
•Una vez fabricadas, estas sustancias son utilizadas en el metabolismo celular.
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Nutrición celularEl metabolismo celular:Es un conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula con la finalidad de obtener energía y moléculas para crecer y renovarse.
La Respiración Celular es una de las vías principales del metabolismo, gracias a la cual la célula obtiene energía en forma de ATP. Tiene lugar en las mitocondrias.
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Relación celularMediante la función de relación las células reciben estímulos del medio y responden a ellos. La respuesta más común a estos estímulos es el movimiento, que puede ser de dos tipos:
Movimiento ameboide:
Se produce por formación de pseudópodos, que son expansiones de la membrana plasmática producidos por movimientos del citoplasma.
Movimiento vibratil:
Se produce por el movimiento de cilios o flagelos de la célula.
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Reproducción celularLa función de reproducción consiste en que a partir de la célula progenitora se originan dos o más descendientes. Es un proceso que asegura que cada descendiente tenga una copia fiel de material genético de la célula madre.
En las células procariotas se produce la división simple por bipartición:
• El ADN de la bacteria se duplica y forma dos copias idénticas.
•Cada copia se va a un punto de la célula y más tarde la célula se divide en dos mitades.
• Así se forman dos células hijas iguales, más pequeñas que la progenitora.
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Reproducción celularEn las células eucariotas se produce la división por un proceso llamado “mitosis”:1º en la profase : el ADN se encuentra en forma de cromosomas, la membrana del núcleo se deshace y los centriolos se han duplicado.
2º en la metafase: se forma el huso mitótico, filamentos a los que se unen los cromosomas.
3º en la anafase: las dos mitades de cada cromosoma (cromátidas) se separan hacia polos opuestos de la célula.
4º en la telofase: desaparece el huso y se forman las dos nuevas membranas nucleares. La célula se divide en dos células hijas.
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Organismos unicelulares y pluricelularesLos seres pluricelulares están formados por gran número de células y tienen además las siguientes características:•Existe diferenciación celular. Cada forma celular realiza una función específica.
•Las células no pueden separarse del organismo y vivir independientemente. Necesitan de las otras para vivir.
•Se forman a partir de una célula madre o cigoto.
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Organismos unicelulares y pluricelulares
Los seres unicelulares son los seres de organización más sencilla. Están formados por una sola célula. Son microscópicos y pueden ser procariotas (bacterias) o eucariotas (algas, protozoos y algunos hongos)
Los seres unicelulares pueden agruparse para formar una colonia, que se origina a partir de una sola célula que se divide. Las células hijas quedan unidas entre sí formando la colonia. Existen en protozoos y algas.
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Las células se agrupan en tejidos, los tejidos forman órganos y los órganos forman aparatos o sistemas, que forman en conjunto al organismo.