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Tema 4: Las Funciones de los Seres Vivos
1- Las Funciones de Nutrición
Nutrición: Procesos en el que un organismo intercambia materia y energia con el mediopara mantener su organización y poder llevar a cabo tadas las funciones vitales
Todas las celulas tienen que llevarla a cabo, si no, moririan
a- La nutricion en las celulas
b- Los tipos de NutriciónExisten celulas de nutrición Autotrofa, estas sintetizan sus propias moleculas organicas a partir de moleculas sencillas (inorganicas).Otras presentan nutrición Heterotrofa, obtienen la materia organica del medio mediante la ingestión y digestion alimenticia.
c- La nutrición en los Pluricelulares.
La mayoria de las celulas del pluricelular no está en contacto con el medio externo quele proporcionaría nutrientes y gases para la nutrición y tampoco puede verter los productos de la excrección al exterior directamente
Hay que buscar estrategias:
– los sencillos han permanecido ligados al agua, por difusión introducen las particulas alimenticias por ejemplo las algas y los hongos
– los complejos, plantas y animales presentan estructuras especializadas regulando la entrada y salida como los estomas, pelos de la raiz, superficies respiratorias, digestivas, sistemas de transpote etc. Todas ellas se encargan deconectar el exterior con un medio interno que baña las celulas
d- Incorporación de nutrientes
Toda celula tiene una composición interna distinta del medio que la rodea y eso depende de su membrana celular que se encarga de seleccionar las sustancias que entran y salen. La membrana efectua el intercambio de sustancias a traves de diferentes mecanismos dependiendo si es una molecula pequeña o es una gran molecula.
– las moleculas pequeñas:
Presentan 2 formas, el transporte pasivo (sin consumo energetico, a favor de gradiente de concentración) y el transporte activo (gasta energia, en contra delgradiente de concentración)
– las moleculas grandes:
Implica la formación de vesiculas que deforman la membrana celular, hay 2 tipos, la endocitosis y la exocitosis
En la exocitosis, se expulsan productos de desecho o de secreción, para ello se fusionan con la membrana celular aumentando esta de tamaño, pero el proceso se compensa con la endocitosis, que sería la incorporación de grandes particulasDependiendo del tipo de sustancia se llama fagocitosis si la particula a incorporar es solida y pinocitosis si es liquida
– e-El Metabolismo
Todas las células necesitan para su supervivencia materia y energía. La materia que toman procede del medio que las rodea y debe atravesar la membrana plasmática. Ya en su interior, la utilizan para construir sus estructuras y obtener la energía necesaria para sus actividades El conjunto de las reacciones químicas que suceden en el interior de las células constituyen el metabolismo.
Las celulas presentan caracteristicas comunes:
– Estan catalizadas por enzimas especificos (los enzimas son proteínas que catalizan reacciones químicas en los seres vivos.
Los enzimas son catalizadores, es decir, sustancias que, sin consumirse enuna reacción, aumentan notablemente su velocidad )
– Estan encadenadas en rutas metabolicas
– Son procesos de Oxidación-Reducción o Redox
ciclo de Krebs
Se distinguen dos tipos de reacciones metabólicas:
•CATABOLISMO o fase destructiva. Conjunto de reacciones químicas cuyo objetivo es degradar las moléculas complejas y transformarlas en moléculas más simples para liberar la energía que contienen (exergonica).
Un proceso catabólico común a todas las células eucarióticas es la respiración celular que sucede en las mitocondrias. Este proceso utiliza el oxígeno para lograr que las moléculas orgánicas, ricas en energía, se rompan y se conviertan en moléculas inorgánicas, pobres en energía, como el dióxido de carbono y el agua.
Así se extrae la energía almacenada en las moléculas orgánicas y puede ser utilizad por la célula. Las transformaciones que tienen lugar liberan Energia (E), electrones (e− ) y protones (H+ )
•ANABOLISMO o fase constructiva: Conjunto de reacciones cuyo objetivo es construir moléculas complejas a partir de otras moléculas más sencillas.
Requiere Energia (E), electrones (e− ) y protones(H+ ). Ejemplos sería la fotosintesis, quimiosintesis
Los intermediarios metabolicos
En el catabolismo se genera Energía y poder reductor(e− y H+), que van a ser consumidos en el anabolismo. Estos intermediarios son el ATP y los NADP y NAD
f- El Catabolismo y la obtención de Energía
Tanto en la nutrición autotrofa como en la hetertrofa que se va a llevar a cabo, su fín es obtener Energía para poder llevar a buen termino cualquier reacción.
A traves de moleculas ricas en Energía son sometidas a oxidacciones , así los e− y H+ son recogidos por un Coenzima como el NAD y la Energía por el ATP
La glucosa es la molecula universal de la que parte el proceso tiene 2 etapas:
1-La glucolisis
2-La oxidación del acido piruvico
La glucolisis:
En todas las celulas, en el citoplasma, la glucosa (6C) se transforma en 2 ac. Piruvicos (3C), aqui se libera E en forma de ATP y tambien poder reductor como NADH
-Oxidación del acido piruvico
Hay 2 vias para esta oxidación, una en ausencia de oxigeno (anaerobia) es la llamada Fermentación y la otra, en presencia de oxigeno (aerobia) es laRespiración celular aqui el aceptor final de electrones es el oxigeno formandose agua.
Las fermentaciones:
Son anaerobias, aqui se obtiene E oxidando parcialmente la glucosa, dandomoleculas como el etanol o el acido lactico, asi el aceptor de electronesson estas moleculas y su rendimiento es solo de 2 ATP por molecula deglucosa.
Hay 2 tipos: la fermentación alcoholica y la fermentación lactica
La Respiración celular
Aqui la oxidación de la molecula de glucosa es total dando dioxido decarbono y agua , su rendimiento energetico es 38 ATP.Es un proceso redox, el oxigeno es el aceptor final de electronesoriginando agua, la transferencia de electrones hasta el oxigeno originaese ATP
l
las etapas son:
-Formacion de acetilcoenzima A
-Ciclo de Krebs o del acido citrico
-Cadena respiratoria y Fosforilación oxidativa
El rendimiento final de una molecula de glucosa es de 38 ATP
El Anabolismo
En este proceso se forman moleculas organicas ricas en Energia.
Se realiza tanto en celula autotrofas como en las heterotrofas
Dependiendo de donde se utiliza la Energía, existen las celulas fotoautotrofas que usan la luz y las quimioautotrofas que usan la Energia de las reacciones quimicas exergonicas
La Fotosintesis
gracias a la clorofila y otros pigmentos se lleva a cabo esta reacción, la clorofila se excita con la luz y esa energia luminosa se transforma en energia quimica (ATP y NADH)
Es un proceso redox, donde el agua se oxida, cede los hidrogenos al dioxido de carbono formando la glucosa, el agua al oxidarse da oxigeno que va al aire
Hay 2 etapas:
La fase luminosa y la fase oscura
Fase luminosa
Fase oscura
Quimiosintesis
Se sintetiza materia organica a partir de inorganica reducida
Funcion de Relación
Es la capacidad que tienen los seres vivos de darse cuenta de los cambios (estimulos fisicos o quimicos) que se producen en el medio y la capacidad de responder a ellos.
estmulos fisico: luz, tª, gravedad, presión....
estimulos quimicos: [sustancias], pH....
La Relación en las celula
Hay 2 fases: la recepción del estimulo y la ejecución de la respuesta
– la recepción del estimulo:
La manera de detectar lo que pasa dentro o fuera de la celula es a trves de la membrana celular que presenta proteinas receptoras, reaccionan de manera especifica, al detectar el estimulo reaccionan modificando su estructura de manera especifica
– ejecución de la respuesta:
puede ser dinamica o estatica
la estatica: es sin movimiento celular, ejemplo un enquistamiento cuando el medio ambiente es desfavorable y permanece así latente, tb la secrección de sustancias
la dinamica: implica movimientosy se llaman tactismos
Los movimientos que se producen son: Vibratil, Ameboide y Contractil
vibratil: por cilios y flagelos
ameboide:
contractil:
La relacion en pluricelulares:
Hay una especialización y reparto del trabajo
Existen:
las celulas receptoras: en ojo, piel, lengua
celulas de transmision y coordinacion: mediante impulsos electroquimicos (neuronas) o mediante mensajeros quimicos (hormonas)
celulas especializadas en las respuestas: celulas musculares o glandulares
Funcion de Reproducción:
Permite a los seres vivos dejar descendencia con sus caracteristica y perpetuar la especie
Toda celula sería capar de llevar a cabo la reproducción, pero no siempre va liagado a la reproducción del organismo
La reproducción celular:
La celula al reproducirse pasa su ADN a la celula hija siendo identicas entre ellas todoesto ocurre en el llaado Ciclo Celular
El ciclo celular es la secuencia cíclica de procesos que ocurre en la vida de una célulaeucariota desde que se origina a partir de otra célula madre hasta que se divide dandolugar a células hijas.
El ciclo celular es como un reloj que marca las distintas fases por las que pasa unacélula a lo largo de su vida aunque, aunque no todas las células lo realizan.
Podemos dividir el ciclo celular en dos grandes fases:
•Periodo de interfase, que se subdivide en fase G1, fase S y fase G2.•Fase M.
Para que se produzca cada una de esta etapas hace falta que se complete la anterior.
El tiempo que dura la interfase es mucho mayor que el que dura la fase M
La división celular
En celula eucariotas tiene dos fases: La mitosis o cariocinesis y la citocinesis
La Mitosis:es la división del nucleo a partir de un nucleo de la celula madre seobtienen 2 nucleos hijos con el mismo numero de cromosomas que el nucleo materno
Profase
a) La cromatina se condensa formando los cromosomas.b) Desaparece el nucléolo, ya que la cromatina que la constituía está ahora compactándose.c) La envoltura nuclear se desorganiza.d) Los centríolos migran a los polos, esto no se dan en las células vegetales superiores ya que no poseen centríolos.e) Se forma el huso acromático: se polimeriza la tubulina formando microtúbulos, que constituyen las fibras del huso.
Metafase:
a) Los cromosomas se enganchan a las fibras del huso, los cromosomas se ubican enla placa ecuatorialb) Traccionados por las fibras del huso, los cromosomas se ubican en la placa ecuatorial.c) Los cromosomas alcanzan el máximo grado de condensación.
Anafase:a) Las cromátides hermanas segregan migrando hacia los polos de la célula traccionados por las fibras del huso
Telofasea) Los cromosomas formados por una cromátida, ya llegaron a los polos y comienzan a descondensarse para formar la cromatina.b) Reaparece el nucléolo.c) Se desorganizan las fibras del huso.d) Se reorganiza una envoltura nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas.
Citocinesis es la separación del citoplasma
La reproducción en los organismos
La reproducción en un mecanismo en el cual se producen individuos perpetuando laespecie
Hay 2 tipos La asexual y la sexual
la asexual
Un unico individuo por mitosis produce individuos identicos llamados clones
Sus ventajas son
1. No requiere estructuras especializadas
2. Aumenta considerablemente el numero de individuos3. Usado por individuos fijos o que es dificil encontrarse
tipos: Esporulación ,Escisión o fragentación y Gemación
Esporulación
se producen esporas y está extendido en vegetales hongosy protoctistas
Escisión o fragentación
Habitual en algas brofitos polipos y anelidos
Gemación
Se produce en poriferos y celentereos tb en vegetales
la sexual:
Se unen dos celulas especiales llamadas gametos que proceden de dos progenitores desexos diferentes estos se fusionan y dan una celula llamada cigoto
la reproducción sexual tiene lugar en tres fases:
a- Formación de los gametos
gametogenesis: espermatogenesis (espermatozoides y anterozoides) y ovogenesis(ovulos y oosferas)
b- Fusión de gametos
fecundación interna y externa cariogamia (fusión de nucleos) cigoto (celula huevo)
c- desarrollo del cigoto
embrión y desarrollo embrionario
La meiosis
Solo se da en la r. sexual y en algunas esporas.
las celulas sexuales por tanto, se producen por este mecanismo
Las celulas hijas resultantes tienen la mitad de cromosomas, así cuando se produce lafecundación, el nuevo individuo no tendrá doble material genetico respecto a susprogenitores.
El significado biologico de la meiosis:
-Reducir a la mitad el número cromosomico
-Aumenta la variabilidad genetica por el llamado sobrecruzaiento o crossing-over quees un intercabio de fragmentos entre cromatidas hermanas de cromosomashomologos, asi se produce nuevas combinaciones de genes, es la llamada Recombinación
Cuestiones Define los conceptos de nutrición, nutriente, digestión, metabolismo y excreción.
¿Cuál es la finalidad de la digestión en las células? Explica las diferencias entre la digestión intracelular y laextracelular.
¿Para qué utilizan las células la materia y la energía que incorporan del exterior? ¿Cómo se llama elconjunto de los procesos químicos que lleva a cabo esta transformación de la materia en las células?
Cita las diferencias y las semejanzas que hay entre las células autótrofas y las heterótrofas.
Explica las diferencias entre el transporte activo y el transporte pasivo.
La exocitosis produce un aumento de la superficie de la membrana. ¿Por qué? ¿Cómo se compensa esteproceso para evitar un crecimiento celular indefinido?
Define los conceptos de oxidación y reducción en el contexto de las reacciones del metabolismo. ¿Por qué losprocesos redox están siempre acoplados?
Construye una tabla en la que reflejes las diferencias entre el anabolismo y el catabolismo.
¿Cuál es la función en el metabolismo de los intermediarios transportadores de energía y de electrones y poder reductor?
¿Cuál es la etapa común a la fermentación y la respiración celular? Nombra su producto final y explica en qué parte de las células tiene lugar. Justifica si es un proceso aerobio o anaerobio.
Señala las diferencias entre las fermentaciones y la respiración celular.
¿Cuál es el destino de los átomos de carbono y de los electrones y los H+ en la respiración celular?
Señala las semejanzas y las diferencias entre la fotosíntesis y la quimiosíntesis.
Explica los acontecimientos que se producen en la fase luminosa de la fotosíntesis. ¿En qué parte de la célula tiene lugar esta etapa?
¿Qué es el ciclo de Calvin?
¿Qué es un estímulo?
¿De qué tipos pueden ser las respuestas de las células?
¿Cuáles son las diferencias entre los cilios y los flagelos? ¿Cuál es la función de los cilios en los organismos pluricelulares?
Explica la diferencia entre los conceptos de división celular y mitosis.
Define ciclo celular y describe brevemente las fases de que se compone.
Cita los principales hechos que tienen lugar en la célula durante la mitosis.
Explica en qué consiste la reproducción asexual por esporulación.
Describe las características de la reproducción asexual y de la sexual.
Resume las etapas de la reproducción sexual. ¿Qué ventajas presenta frente a la reproducción asexual?
Explica el significado biológico de la meiosis.
Realiza una tabla en la que indiques las diferencias entre la mitosis y la meiosis.