LAS FUNCIONES DE LOS SERES

VIVOS (I). LA NUTRICIÓN

Consideramos seres vivos a aquellos que: •Están constituidos químicamente por biomoléculas. •Están formados estructuralmente por una o muchas células. •Son capaces de realizar tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción.

Esther López Calderón

1. LA CÉLULA, UNIDAD BÁSICA DE LOS SERES VIVOS

• Pero esto no se sabe desde siempre. Hasta que no se inventó el microscopio óptico ( por Leeuwenhoek) no se pudieron observar estas estructuras, debido al tamaño es las mismas.

• El primero en observar estructuras celulares fue Robert Hooke, aunque él no observó células vivas, tan solo identificó las “celdillas” del corcho, y de ahí viene el nombre de célula.

• A partir de Hooke, numerosos científicos aportaron sus descubrimientos hasta que la Teoría celular quedó totalmente enunciada.

TEORÍA CELULAR La célula es la unidad estructural, funcional y reproductiva de toso ser

vivo.

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Esther López Calderón

Resumiendo los descubrimientos más importantes

AÑO CIENTÍFICO APORTACIÓN A LA TEORÍA CELULAR

1665 Robert Hooke Identificación de las “celdilllas” del corcho.

1831 Robert Brown Observación del núcleo celular.

1838 Matthias Schleiden Comprobación de que todas las plantas están formadas por células.

1838 Theodor Schwann Comprobación de que todos los animales están constituidos por células.

1855 Rudolph Virchow (y Robert Remak)

Afirmación de que “las nuevas células solo pueden originarse a partir de otras células”.

1906 Santiago Ramón y Cajal

Demostración de que el tejido nervioso no es una excepción a la teoría celular: también tiene como unidades básicas células (las neuronas), y no fibras.

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1.1 La célula: unidad de organización • Todos los organismos están formados por, al menos

una célula. • Los organismos que están formados por una sola

célula son unicelulares. • Los que están formados por muchas células son

pluricelulares. • En los organismos unicelulares, la única célula que

los compone realiza todas las funciones vitales. • En los organismos pluricelulares, las células se

diferencian según el tejido al que pertenecen y la función que desempeñan.

• Debido al pequeño tamaño de las células se hace necesario el uso de un microscopio para su visualización.

• Gracias a la invención del microscopio electrónico en 1930, se pueden observar los diferentes tipos de células, su núcleo y sus pequeñas estructuras internas: los orgánulos (compartimentos celulares).

Historia del microscopio

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1.2 Tipos de células • Existen dos modelos celulares dentro de

los seres vivos: – Con células procariotas: Bacterias y Ciano

bacterias. • Son las células más primitivas. • El material genético se encuentra disperso en

el citoplasma y no encerrado en un núcleo. • Sin apenas orgánulos celulares.

– Con células eucariotas: El resto de los seres vivos. • Más complejas y evolucionadas. • Material genético encerrado en un núcleo. • Con numerosos compartimentos celulares que

realizan diversas funciones. • Los organismos eucariotas pueden ser:

– Unicelulares: Algunos hongos (como las levaduras), algunas algas y los protozoos.

– Pluricelulares: Algunos hongos, algunas algas, animales y plantas.

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1.3 Tipos de células eucariotas • Dentro de las células eucariotas se puede distinguir entre las

células eucariotas animales y las células eucariotas vegetales.

• Las diferencias más importantes entre unas y otras son que la célula vegetal posee pared celular rígida de celulosa, que rodea a la membrana y le confiere gran resistencia y que posee cloroplastos, donde se realiza la fotosíntesis.

• Las células de un organismo presentan diferencias según el tejido del que forman parte y la función que realizan. Ir al cuadro de tipos de células eucariotas.

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Célula eucariota función Tejido al que pertenece

Animal

Glóbulo rojo Transporta oxígeno Sangre

Adipocito Almacena grasa Tejido adiposo

Neurona Transmite información Tejido nervioso

Fibra muscular Interviene en la contracción de los m´suculos

Tejido muscular

Vegetal

Célula fotosintética Realiza la fotosíntesis Parénquima clorofílico

Célula de un pelo absorbente

Absorbe agua y sales minerales del suelo

Epidermis de la raiz

Célula de corcho Proporciona protección Súber (corteza)

Célula estomática Permite el intercambio de gases

Epidermis de la hoja Esther López Calderón

2.LAS FUNCIONES VITALES: LA NUTRICIÓN • Todos los seres vivos (unicelulares y pluricelulares, procariotas y

eucariotas) llevan a cabo la función de nutrición. • Objetivos de la nutrición:

– Renovar y conservar las estructuras del organismo. – Obtener energía requerida para que las células fabriquen las biomoléculas

que necesitan para llevar a cabo todas las funciones necesarias para que el organismo subsista, es decir, realizar el metabolismo.

• Tipos de nutrición según los materiales que se asimilan y del procedimiento empleado para obtener energía : – Autótrofa. (Del griego autós, “por uno mismo”, y trophos, “alimento”). – Heterótrofa. (Del griego hetero, “otro”, y trophos, “alimento”).

EL METABOLISMO ES EL CONJUNTO DE REACIONES

QUÍMICAS PRODUCIDAS EN EL INTERIOR DE LAS CÉLULAS DE LOS SERES VIVOS, MEDIANTE LAS CUALES, APARTIR DE LA MATERIA CONSEGUIDA CON LOS ALIMENTOS, SE OBTIENE

ENERGÍA Y SE FABRICA MATERIA CELULAR PROPIA.

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2.1. La nutrición autótrofa • Este tipo de nutrición la presentan las plantas,

algas y algunas bacterias. Fabrican materia orgánica energética a partir de materia inorgánica que toman del medio.

• Etapas:

• Importancia de la fotosíntesis.

INCORPORACIÓN DE NUTRIENTES DEL

MEDIO.

PRODUCCIÓN DE MATERIA ORGÁNICA

UTILIZACIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA

ELIMINACIÓN DE LAS SUSTANCIAS DE

DESECHO

Un nutriente es aquella sustancia que el ser vivo

necesita tomar del medio

Una molécula es la unidad de composición

mínima de una sustancia que conserva sus

propiedades químicas. Esther López Calderón

• Los nutrientes de las plantas son moléculas inorgánicas: agua y sales minerales (que absorben por las raíces) y dióxido de carbono (que incorporan a través de los estomas de las hojas).

• En el caso de las algas y de las bacterias autótrofas, estos nutrientes son asimilados directamente del medio.

INCORPORACIÓN DE NUTRIENTES DEL

MEDIO.

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• Este proceso se denomina fotosíntesis. • Se realiza en los cloroplastos de la célula vegetal. • Los cloroplastos poseen una sustancia, la

clorofila, que es un pigmento capaz de captar la energía de la luz solar.

• Los nutrientes asimilados y esta energía se emplean para producir materia orgánica sencilla como la glucosa, aminoácidos y ácidos grasos.

• Durante la fotosíntesis, se desprende oxígeno (O2).

PRODUCCIÓN DE MATERIA ORGÁNICA

CO2 H2O Energía lumínica Glucosa O2

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• La glucosa (y demás moléculas orgánicas sencillas)obtenida en la fotosíntesis se queda en la misma célula o se transporta a otras células que no hacen fotosíntesis. Se usa para la respiración celular: Reacción química que se produce en las mitocondrias y que consiste en degradar la glucosa con el oxígeno para obtener energía química (ATP),agua, y dióxido de carbono.

• El ATP se usa para realizar todas las funciones celulares y también

para transformar otras moléculas de glucosa, etc, en materia orgánica más compleja que servirán a la planta para crecer, almacenar reservas, etc. Esta materia orgánica compleja son glúcidos, lípidos y proteínas que otros seres vivos utilizarán como alimento.

UTILIZACIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA

Glucosa O2 H2O CO2 Energía química (ATP)

Glucosa Energía química (ATP) Materia orgánica

compleja), por ejemplo, glúcidos.

ATENCIÓN: Existen bacterias que no pueden realizar respiración celular, así que obtienen la energía química (ATP) a través de otras reacciones que se denominan fermentaciones, que tienen lugar sin oxígeno. La cantidad de energía que se obtiene por fermentación es mucho menos que la que se obtiene por respiración celular. Ejemplos: fermentación láctica y alcohólica.

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• Tras la utilización de los nutrientes, además de energía, en la respiración celular y en las fermentaciones se producen algunas sustancias que los organismos deben eliminar, ya que pueden resultar perjudiciales.

• Este proceso de eliminación de residuos se denomina excreción.

• En muchas ocasiones la sustancia eliminada es beneficiosa para otros seres vivos. Por ejemplo, la bacteria Lactobacilus, elimina el ácido láctico de su proceso de fermentación de la glucosa, pero este ácido láctico resulta útil como alimento al ser humano: ¡¡Es el yogur!!

ELIMINACIÓN DE LAS SUSTANCIAS DE

DESECHO

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• En la fotosíntesis las plantas producen oxígeno durante el día.

• Parte de este oxígeno es consumido tanto de día, como de noche, en la respiración celular para obtener ATP, pero aún queda oxígeno que les sobra y que es expulsado, así que otros seres vivos lo usarán para su propia respiración.

IMPORTANCIA DE LA FOTOSÍNTESIS

PRODUCEN OXÍGENO

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• Mediante la fotosíntesis convierten grandes cantidades de CO2 en materia orgánica.

• Durante la respiración liberan CO2, pero en mucha menor cantidad que la que absorben, por lo tanto el balance es que retiran CO2 de la atmósfera, contribuyendo a la disminución del efecto invernadero.

PURIFICAN EL AIRE

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• Los organismos fotosintéticos son los productores de materia orgánica de los ecosistemas.

– En los ecosistemas terrestres los productores primarios son las plantas.

– En los ecosistemas acuáticos, lo son las algas.

• Los demás seres vivos dependen directa o indirectamente de ellos: La materia orgánica pasa de unos seres vivos a otros a partir de los productores. Es lo que se llama Cadena Trófica. – Los consumidores primarios (herbívoros)se alimentan directamente de

la M.O. producida por los productores y mediante la nutrición heterótrofa será transformada en sus propias grasas, azúcares y proteínas.

– Los consumidores secundarios (carnívoros) se alimentan de la carne de estos animales, por lo tanto, indirectamente también dependen de los productores.

PRODUCEN MATERIA ORGÁNICA

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2.2. La nutrición heterótrofa • Los seres vivos heterótrofos (unicelulares o

pluricelulares)son aquellos que necesitan alimentarse de materia orgánica de otros seres vivos porque no tienen capacidad para realizar la fotosíntesis.

• Incorporan como nutrientes materia orgánica (azúcares, grasas, proteínas) que extraen de los alimentos y que sus células metabolizan para regenerar estructuras, crecer o reproducirse, y para obtener energía mediante la respiración celular

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• Etapas de la nutrición heterótrofa

INCORPORACIÓN DE LA MO DEL

MEDIO

UTILIZACIÓN DE LA MO

(METABOLISMO)

EXCRECIÓN DE LAS SUSTANCIAS DE

DESECHO

INTERCAMBIO DE GASES

TRANSPORTE

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• En organismos unicelulares: – Capturan los alimentos del medio y los engloban (endocitosis) en una

vacuola digestiva, donde se digieren, transformándose en moléculas sencillas que pasan al citoplasma.

– Los restos que no se usan quedan en la vacuola y luego se expulsan al exterior (exocitosis)

• En organismos pluricelulares: – Necesitan disponer de un aparato digestivo que transforme los

alimentos ingeridos en moléculas sencillas que puedan utilizar las células de su organismo. Esta digestión se lleva a cabo en la cavidad gástrica o en el tubo digestivo, dependiendo del tipo de animal. • Cavidad gástrica. En animales poco evolucionados, como anémonas marinas,

corales, hidras y medusas. Se trata de una cavidad interna que comunica con el exterior por un solo orificio. Actúa como un órgano circulatorio, donde el agua hace las veces de la sangre. Cada célula del animal toma directamente del agua el O2 y los nutrientes y desprende el CO2 y desechos de la digestión por el orificio de la cavidad.

• Tubo digestivo. En animales más evolucionados. Formado por: – Boca. Con estructuras especializadas para desgarrar, triturar o chupar el alimento

para facilitar su ingestión. – Estómago e intestinos. Digieren los alimentos y absorben los nutrientes. – Ano. Permite la expulsión al medio de los restos de los alimentos no absorbidos:

Defecación.

INCORPORACIÓN DE LA M.O. DEL

MEDIO

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• En la mayoría de los animales, el aparato respiratorio se encarga de captar el oxígeno para cederlo al aparato circulatorio, que lo distribuirá a todas las células del organismo, y recoge el dióxido de carbono transportado por el aparato circulatorio desde todas las células del organismo, para expulsarlo al exterior.

• Todo este proceso se denomina respiración externa.

INTERCAMBIO DE GASES

ATENCIÓN: LA RESPIRACIÓN EXTERNA PERMITE EL INTERCAMBIO DE GASES. LA RESPIRACIÓN

CELULAR PERMITE LA OBTENCIÓN DE ENERGÍA. Esther López Calderón

• Tanto los nutrientes absorbidos en el tubo digestivo, como el oxígeno captado por el aparato respiratorio pasan al aparato circulatorio, que se encarga de llevarlos hasta las diferentes células del organismo.

• En vertebrados: el aparato circulatorio contiene sangre como fluido transportador.

• En la mayoría de los invertebrados: el aparato circulatorio contiene hemolinfa como fluido transportador.

TRANSPORTE

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• El oxígeno y los nutrientes que llegan a todas las células gracias al fluido transportador del aparato circulatorio (sangre o hemolinfa) pasan al interior celular.

• Los nutrientes (glucosa, etc) son “quemados” con el oxígeno en las mitocondrias de las células: respiración celular, obteniéndose energía química (ATP) y productos de desecho: CO2 y NH3 o derivados de éste (urea, ácido úrico).

• Con el ATP y más moléculas sencillas de nutrientes, la célula fabrica moléculas orgánicas más complejas, como proteínas, grasas y ácidos nucleicos, que se utilizan para la construcción de nuevas estructuras celulares, necesarias para su crecimiento y reproducción.

UTILIZACIÓN DE LA MO

(METABOLISMO)

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• Los desechos producidos en la respiración celular se expulsan por el orificio de la cavidad vascular o pasan a los líquidos circulantes que los llevan hasta el aparato excretor. Éste se encarga de expulsarlos al medio, evitando que se acumulen en el organismo y resulten perjudiciales.

• En la excreción intervienen varios aparatos: – El digestivo: expulsión de los restos de

los alimentos que no se absorbieron en los intestinos.

– El respiratorio: expulsión del CO2 desecho de la respiración celular.

– El urinario: filtra la sangre para formar la orina que contendrá las demás sustancias de desecho de la respiración celular.

EXCRECIÓN DE LAS SUSTANCIAS DE

DESECHO

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