Funciones Básica de la Célula Tema 3. Funciones Básica de la Célula Funciones metabólicas Funciones de perpetuación.

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1 Funciones Básica de la Célula Tema 3

2 Funciones Básica de la Célula Funciones metabólicas Funciones de perpetuación.

3 Metabólicas Las funciones metabólicas son el conjunto de reacciones químicas y energéticas que ocurren dentro del organismo para conservarlo vivo.

4 Nutrición Es el conjunto de funciones orgánicas de obtención, transformación y utilización de los alimentos para las actividades y el crecimiento de los seres vivos

5 Procesos Ingestión: Introducción del alimento que se halla en el medio externo Digestión: La desintegración de las sustancias alimenticias complejas por las enzimas en compuestos más sencillos que pueden ser incorporados al metabolismo

6 Procesos Absorción: Cuando los alimentos son absorbidos a nivel de la boca Cuando la captura de sustancias se lleva a través de la mucosa que recubre el intestino este proceso puede ser por difusión, ósmosis o transporte activo, y lo presentan los vertebrados Almacenamiento: Por la variedad de actividades y previendo un tiempo de escasez de alimento se almacena una parte de los productos asimilados

7 Procesos metabolicos Respiración : Es un proceso en el que las sustancias que se degradan son como el combustible necesario para producir la energía que requiere el organismo para cumplir las funciones vitales. Síntesis del productos: Procesos anabólicos

8 Funciones de perpetuación Son aquellas que garantizan la conservación de los diversos organismos que existen en la naturaleza, entre ellas: Perpetuación : es un fenómeno que se da, aunque haya factores externos e internos que los seres vivos deben enfrentar, para ganar la batalla de la vida

9 Control del equilibrio Los organismos para mantener el equilibrio, pueden realizar cambios en sus estructuras, desarrollar actividades y mantener el control de algunos de sus componentes. De esa forma pueden regular procesos vitales. En fin los seres vivos pueden conservar el equilibrio, a pesar de los cambios de luz, temperatura, ruido, presión y otros más, que les cause irritabilidad. Ejemplo la hibernación de osos.

10 Otras Reproducción : es la forma especializada de conservar la especie y dar continuidad a las características de los organismos. Adaptación : En muchos casos los organismos sufren cambios notables en sus características como especie para lograr ajustarse a nuevos factores extremos o internos. La especie se adapta a nuevas condiciones para mantenerse viva.

11 Metabolismo Suma de las actividades químicas de la célula que permiten crecimiento, la conservación del individuo y reparación de sus partes. Los fenómenos metabólicos pueden ser: anabólicos y catabólicos BIOENERGÉTICA es el estudio de la generación de la energía química y su consumo, en las reacciones de la célula viva

12 Catabolismo Es el desdoblamiento de sustancias complejas con liberación de energía y desgaste de materiales celulares: Respiración celular Fermentación Desdoblamiento (digestión) de proteínas en aminoácidos Desdoblamiento (digestión) de polisacáridos y disacáridos en monosacáridos Desdoblamiento (digestión) de grasa en glicerol y ácidos grasos.

13 Anabolismo: Reacciones químicas que permiten cambiar sustancias sencillas en sustancias complejas, lo cual significa un gasto de energía, producción de nuevos materiales celulares y crecimiento Fotosíntesis y quimiosíntesis Síntesis de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos

14 Formas de Nutrición Heterótrofos: A ella pertenecen los organismos que no son capaces de fabricar su propio alimento y por ello deben de consumir a otros organismos

15 Formas de Nutrición Autótrofos: A ella pertenecen los organismos que pueden fabricar su propio alimento

16 2 procesos para autotrofos 1. Fotosíntesis: Esta es la reacción típica de la que las células vegetales fabrican sustancias orgánicas y liberan oxigeno.

17 2, Quimiosíntesis : Capturan energía a partir de reacciones químicas. Las bacterias quimiosintéticas son organismos capaces de aprovechar la energía que resulta de las reacciones químicas y transforman el CO 2 en carbohidratos

18 La Fotosíntesis La palabra se deriva de los términos fotos = Luz, y síntesis que significa formación de sustancias. Por lo tanto es un proceso netamente anabólico Es la reacción más importante del mundo vivo ya que suministra oxígeno para la respiración y alimento como base de toda cadena alimenticia.

19 Reseña histórica Van Helmont supuso que el Sauce se nutría y crecía del agua con que se le regaba. Priestley cuando hay sol las plantas utilizan una sustancia del aire, de manera que lo restauran, pero en la oscuridad no ocurre y además es perjudicial para la salud.

20 Reseña histórica Saussure planteó: CO 2 + H 2 O + E. luminosa Ingen Lousz agrega que el proceso solo ocurre en las partes verdes de las plantas (hojas, tallos y semillas) Blackman demostró que le proceso se da en dos series una lumínica y otra oscura. Materia Orgánica + O 2

21 Proceso 6 CO 2 +6 H 2 O+ luz solar+clorofila C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 La fotosíntesis ocurre en los cloroplastos dentro de los cuales se encuentra un pigmento verdusco llamado clorofila Cada célula vegetal tiene entre 20 y 100 cloroplastos

22 Estructura del cloroplasto Membrana exterior doble. Estroma. Sustancia con enzimas útil para la Fase oscura Tilacoides. Discos con clorofila que forman a los granos. Granos. Pequeños cuerpos que albergan la clorofila, cada grano esta constituido de puñitos de tilocoides

23 La clorofila Existen varios tipos de clorofila. La más importante es la llamada “clorofila a” llamada también clorofila 680, pigmento que inicia las reacciones luminosas, la otra clorofila conocida como “clorofila b” o 700 es un pigmento accesorio

24 Además de la clorofila exciten otros pigmentos que ayudan a captar la luz solar y que dan color a los frutos y flores. Carótenos: color anaranjado que en los animales se convierte en vitamina A. Xantófila: color amarillo Ficocianina : color azul Ficoeritrina : color rojo

25 Fotofosforilización acíclica La luz es absorbida por la clorofila. Desprende 2 electrones (2 e-) a la vez se rompe la molécula del agua ( fotólisis del agua ). Como consecuencia se libera una molécula de oxígeno que pasa a la atmósfera y es respirado luego por los seres vivos. H 2 O ½O 2 + 2H + 2e-

26 Fotofosforilización acíclica Se forma un flujo de electrones que permite unir el ADP (adenosin difosfato) al Pi (ácido fosfórico) para formar el ATP (adenosin trifosfato). ADP + Pi ATP

27 Fotofosforilización acíclica Los electrones se descargan sobre una sustancia llamada NADP + que adquiere los dos 2H + provenientes de la hidrólisis del agua. Para formar el NADPH + H + (NADPH 2 ) NADP + + 2H +  NADPH + H +

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29 Fotofosforilización cíclica Este momento se realiza en forma idéntica a la fotoforilización acíclica hasta llegar a la clorofila 700. Los 2e- que llegan a esta clorofila se devuelve hasta la 680 y cierra el ciclo No se produce el NADPH 2 solamente el ATP

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31 Fase Oscura o Ciclo de Calvin Fijación de la molécula de carbono: Inicia cuando un azúcar de 5 carbonos (ribulosa difosfato), se une al CO 2 para juntos formar una molécula de 6 carbonos, que termina rompiéndose en dos moléculas de 3 carbonos.

32 Fase Oscura o Ciclo de Kalvin Síntesis del Fosfogliceraldehído (PGAL): El ATP devuelve la energía y NADPH 2 los hidrógenos que transportaba a la molécula de tres carbonos, como resultado se forma el PGAL

33 Fase Oscura o Ciclo de Calvin Formación de compuestos orgánicos: El PGAL puede dar origen a la Glucosa, Fructuosa, Almidón, también puede formar glicerol y ácidos grasos para formar grasas y aminoácidos para formar proteínas

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36 Importancia de la Fotosíntesis La gran mayoría de organismos recibimos directa o indirectamente alimentos que resultan de la transformación de la energía solar ocurrida en los vegetales. El fenómeno de la fotosíntesis ocurre gracias a la presencia de luz, agua y CO 2. Durante la fotosíntesis es de gran por que es la fuente de oxígeno que se encuentra en la Atmósfera.

37 Factores limitantes Factores extrínsecos: o externos: la intensidad o tipo de luz, la concentración de CO 2, los plaguicidas, la aplicación de agroquímicos, disponibilidad de agua y minerales. Factores intrínsecos: la pigmentación o la estructura de la planta, relacionados con el funcionamiento del organismo, la presencia de patógenos.

38 Respiración Celular La respiración celular es un proceso catabólico. Los alimentos son una fuente de energía liberada en el proceso de respiración, para que esto ocurra la célula debe convertir las grandes moléculas en moléculas simples Procesos respiratorios: Respiración anaeróbica. Respiración aeróbica.

39 Respiración anaeróbica Esta respiración ocurre en el citoplasma de las células y no requiere la presencia de oxígeno. A este proceso también se le denomina glucólisis debido a la degradación de una molécula de glucosa. Algunos ejemplos de células que realizan respiración anaeróbica: las bacterias, las levaduras y las células musculares, las cuales por medio de la glucólisis el glucógeno almacenad por estas células se descompone en dos moléculas de glucosa

40 Fermentaciones Fermentación alcohólica : Las levaduras pueden realizar esta forma de respiración anaeróbica: Glucosa  ácido etílico + CO 2 + 2ATP

41 Fermentaciones Fermentación láctica: En los músculos se produce esta variedad de respiración anaeróbica que produce menos energía y en la que la acumulación de ácido láctico causa dolor muscular. También es importante en la producción de productos lácteos como quesos y yogurt. Glucosa ácido láctico+ 2CO 2 + 2ATP

42 Fermentaciones Fermentación acética : es una fermentación bacteriana que transforma el alcohol en ácido acético o vinagre. La materia prima para obtener vinagre es el alcohol etílico.

43 Respiración aeróbica Esta es la que se realiza por medio de oxígeno. En esta tiene varias etapas, cada una de estas posee su propia serie de reacciones y la mayoría ocurre en la mitocondria. Este proceso se caracteriza por la degradación de la glucosa en moléculas de ácido pirúvico, que se transforma en piruvato, entonces el piruvato es el punto de partida de esta nueva fase

44 Etapas El puente El Ciclo de Krebs Sistema de citocromos, llamado también cadena respiratoria mitocondrial.

45 El Puente Las moléculas de piruvato sufren ciertas reacciones mediante las cuales pierden CO 2 y se convierten en acetato Y se desprende iones de hidrogeno y electrones

46 El ciclo de Krebs Llamado ciclo del ácido cítrico. La acetato se combina con una molécula de 4 carbonos y da lugar a un citrato (compuesto de 6C). El citrato desprende CO 2 y se transforma en una molécula de 5C. Continúa la descarboxilación pasa a ser una molécula de 4C.

47 El ciclo de Krebs En esta etapa ocurre una total degradación de los compuestos orgánicos, los compuestos pierden CO 2. Otros productos del ciclo de Krebs son los hidrógenos y los electrones, los cuales son transferidos en cada paso

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49 Sistema de citocromos o fosforilación oxidativa En este se representa cómo ocurre la transferencia de electrones y la eficiente producción de energía que quedó indicada en la etapa anterior. Los electrones se integran nuevamente al final con los átomos de hidrógeno, los que se combinan con el oxígeno y dan como resultado la molécula de agua, último producto de la respiración aeróbico.

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52 Importancia de la respiración Los organismos pueden realizar sus actividades El transporte activo ocurre en las células del organismo Los organismos pueden obtener el calor corporal Es posible la industria de alimentos lácteos, panes y bebidas alcohólicas

53 Relación ente fotosíntesis y respiración celular Las células autótrofas transforman el agua y el CO 2, gracias a la energía solar y a la clorofila, en productos orgánicos (energía química) y oxígeno. Los productos orgánicos son degradados mediante la respiración celular en CO 2, H 2 O y energía (en forma de moléculas de ATP)