MATERIA: Biología. NIVEL: Décimo. SEMANA: Tema Semana 7 y 8. TÍTULO:  Metabolismo. DESCRIPCIÓN DEL MATERIAL: Presentación en PP sobre metabolismo, incluye fotosíntesis y respiración.     

Metabolismo Elaborado por: Lic. Paula Céspedes Sandí Coordinadora Nacional de Ciencias

Metabolismo, Concepto. Son reacciones químicas y energéticas que ocurren dentro del organismo para conservarlo vivo.

Anabolismo Se refiere a aquellas reacciones químicas que permiten cambiar sustancias sencillas en otras más complejas. Implica almacenamiento de energía, producción de nuevos materiales celulares y crecimiento. Se forman moléculas complejas a partir de otras más simples.

Catabolismo Es el desdoblamiento de sustancias complejas, con liberación de energía y desgaste de materiales celulares. Ocurre la degradación de sustancias complejas en otras más simples. Es el proceso contrario al anabolismo.

Funciones metabólicas de los organismos Síntesis Nutrición Respiración

Síntesis Es el proceso que utilizan los seres vivos para incorporar y convertir los nutrientes en componentes de sus cuerpos.

Nutrición La nutrición es el proceso biológico en el que los organismos asimilan los alimentos y los líquidos necesarios para el funcionamiento, el crecimiento y el mantenimiento de sus funciones vitales. La nutrición también es la ciencia que estudia la relación que existe entre los alimentos y la salud, especialmente en la determinación de una dieta.

Ingestión Es la introducción al cuerpo del alimento que se halla en el medio externo

Digestión Desintegración de las sustancias alimenticias complejas en compuestos más sencillos, por medio de las enzimas

Absorción Es la captación de las sustancias a través de las vellosidades que recubren el intestino.

Almacenamiento Es el almacenamiento de los productos antes asimilados. Los organismos vertebrados realizan el almacenamiento de la glucosa en el hígado por ejemplo. Las plantas lo hacen en forma de almidón en raíces, tallos y hojas.

Formas de obtener la Energía

Nutrición Heterótrofa Se realiza en aquellos organismos que no son capaces de producir la energía que necesitan, razón por la cual deben tomarla de los organismos productores en forma de alimento. A ellos se les llama también organismos consumidores.

Nutrición Autótrofa Los organismos autótrofos son aquellos capaces de proveerse a sí mismos de la energía necesaria para llevar a cabo las funciones vitales. También se le denominan organismos productores.

Productores

Quimiosíntesis Algunas bacterias como las nitrosomas oxidan sustancias amoniacales. Las nitrobacterias convierten los nitritos en nitratos. Algunas bacterias se consideran autótrofas quimiosintéticas, porque oxidan compuestos inorgánicos Las bacterias sulfooxidantes son capaces de oxidar el azufre y obtener energía de dichas reacciones. Las bacterias ferrugíneas toman la energía cuando oxidan disoluciones de carbonato ferroso.

Bacterias quimiosintéticas

Fotosíntesis Es una seria de reacciones químicas que le permite a la planta elaborar su alimento a partir de materia inorgánica. La palabra deriva en foto: luz y síntesis: formación de sustancias complejas. Es un proceso anabólico. Es un catalizador.

Cloroplasto Organela encargada de realizar la fotosíntesis Tiene doble membrana al igual que la mitocondria. Tiene una sustancia llamada estroma. Ahí se encuentra la grana. Dentro de la grana se encuentra la clorofila A y B Dentro de la grana se encuentran los granos y dentro de ellos los tilacoides.

Síntesis Clorofílica

Fase Luminosa Se realiza en presencia de luz. Se realiza en los tilacoides de los cloroplastos. Se necesita: energía luminosa, agua y clorofila.

Eventos importantes La molécula de agua debe romperse. Se debe de formar ATP, o sea Energía. Se forme NADPH + H+ a partir de NAD y NADP. Estas dos moléculas son coenzimas que facilitan el proceso.

Fosforilación acíclica La luz la absorbe la clorofila Esto hace que se liberen 2 e- Los 2 e- hacen que se rompa la molécula de agua, acá se libera O2 a la atmósfera. Se forma el ATP. Se forma el NADPH + H+

Fase Cíclica Dos e- llegan a la clorofila 680 de la 700, no pasan por los aceptores. Sólo se produce ATP.

Fase Oscura Las reacciones químicas no requieren energía. Se le conoce como el Ciclo de Calvin – Benson. Ocurre en el estroma.

Sustancias importantes. Ribulosa difosfato (azúcar 5 carbonos). CO2 (Dióxido de carbono) ATP (se formó en la fase luminosa) NADPH + H+ (se formó en la fase luminosa) PGAL (fosfogliceraldehído)

Descripción Inicia con el azúcar de 5 carbonos, el cual se va a unir a el CO2 y forman una molécula de 6 carbonos. Esta molécula se va a romper en dos moléculas de tres carbonos cada una, acá se utiliza el ATP, el cual se rompe en ADP + P. El NADPH + H+ también se rompe y forma NADP +.

Importancia de la Fotosíntesis La fotosíntesis es el conjunto de reacciones gracias a las cuales las plantas verdes a partir de la energía luminosa transforman el agua y el anhídrido carbónico en oxígeno y sustancias orgánicas ricas en energía. Este proceso nos ayuda a limpiar la atmósfera del CO2 para transformarlo en O2 necesario para la existencia de la vida

Sin el proceso de la fotosíntesis no sería posible la presencia del oxigeno en la atmosfera. Son muchos los seres vivos que dependen del oxigeno que se libera durante la fotosíntesis. Y no solo del oxigeno desprendido sino que la mayor parte de estructuras de los seres vivos para su desarrollo necesitan los productos orgánicos formados durante la fotosíntesis junto a materia inorgánica del propio media ambiente. Por tanto puede decirse que la materia que forma a los seres vivos está formada por materia orgánica.

Pero quizá el hombre depende de forma más directa de la fotosíntesis que el resto de los animales, las plantas y animales emplean el oxigeno con una misión única de subsistencia mientras que el hombre no solo necesita la fotosíntesis para existir sino la creciente demanda de alimentos, el aumento de las necesidades hace que dependamos de una mayor cantidad de oxigeno y por tanto de fotosíntesis.

Respiración Capacidad que tienen las células, para degradar sustancias orgánicas complejas en otras más simples, con liberación de energía que almacenan en forma de ATP. Es un proceso catabólico Se da en dos fases: anaeróbica y aeróbica

Respiración anaeróbica Se le llama glucólisis, por la degradación de la molécula de glucosa. La glucólisis es el proceso por medio del cual la glucosa se degrada y produce piruvato y energía (ATP) Ocurre en el citoplasma de las células. No requiere la presencia de oxígeno.

Hechos importantes La molécula de glucosa (C6H12O6), como podemos ver es una molécula de 6 carbonos se rompe en dos moléculas de 3 carbonos llamados ácido pirúvico. Se desprenden H+ y son transportados por NADP y FADH

Respiración anaeróbica Bacterias: heterótrofas. Estas células obtienen energía en lugares carentes de oxígeno como los medios extremadamente salinos o los medios volcánicos.

Las levaduras: heterótrofas Las levaduras: heterótrofas. En lugar de obtener ácido pirúvico se obtiene etanol o alcohol etílico.

Células musculares: la glucosa se descompone en una molécula de CO2 dos moléculas de ácido láctico, un azúcar de dos carbonos (C2H6O). Este proceso produce dolor y fatiga muscular.

Vinagre: en lugar de ácido pirúvico se produce ácido ácido acético, llamado vinagre.

Respiración aeróbica. Ocurren en presencia de oxígeno. Ocurre en las mitocondrias. La degradación del ácido pirúvico produce 38 moléculas de ATP. Se divide en tres etapas: El Puente, El Ciclo de Krebs, El sistema de citocromos o cadena respiratoria mitocondrial.

El Puente Las moléculas de piruvato pierden CO2 y se convierten en acetato. Nuevos H son transferidos a moléculas transportadoras.

Ciclo de Krebs Conocido también como el Ciclo del Ácido Cítrico. El acetato + molécula de 4 C= citrato Citrato – CO2= molécula de 5C Molécula de 5C – CO2= molécula 4C Se desprenden e- que pasan a la siguiente etapa.

Sistema de Citocromos Llamada fosforilación oxidativa. Esta etapa es la responsable de la producción mayor de ATP. Los e- de la etapa anterior van a ayudar a producir agua como producto final.

Importancia de la Fermentación El conocimiento de la dieta a través del desarrollo de una diversidad de sabores, aromas y texturas en los substratos de los alimentos. Preservación de cantidades substanciales de alimentos a través del acido lácteo, alcohólico, acido acético y fermentación alcalinas.

Respiración aeróbica, importancia Participa en la respiración celular formando ATP. La sucesión de reacciones químicas que ocurren dentro de las células mediante las cuales se realiza las descomposición final de las moléculas en los alimentos y en la que se produce CO2 y H2O. Se realiza solo en el proceso de oxigeno. Consiste en la degradación de los piruvatos producidos durante la glucósis hasta CO2 y H2O como obtención de 34 a 36 ATP.