FUNCIONES VITALES I: LA NUTRICIÓN

CARMEN BONET

UNIDAD 1. FUNCIONES VITALES I: NUTRICIÓN INDICE DE CONTENIDOS 1. LAS FUNCIONES VITALES Y EL CONSUMO DE ENERGÍA 2. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS 2.1. LAS FUNCIONES DE LAS BIOMOLÉCULAS 3. EL DESCUBRIMIENTO DE LAS CÉLULAS 4. LA NUTRICIÓN DE LOS SERES VIVOS 4.1. LA NUTRICIÓN DE LAS PLANTAS

ACTIVIDAD DE INICIO Antes de estudiar la unidad, intenta resolver con tus compañeros de clase, en una puesta en común oral y previa a las explicaciones de tu profesor las siguientes preguntas: a.- ¿Para qué comes? b.- ¿Qué sustancias nos alimentan? ¿Entre ellas existe alguna sustancia gaseosa? c.- ¿Cómo eliminan los productos de desecho los animales? d.- ¿Cómo se alimentan los vegetales? ¿Cómo circulan los nutrientes en las plantas? f.- ¿Qué órgano impulsa todos los nutrientes por nuestro cuerpo y los distribuye en todas y cada una de nuestras células? g.- ¿Cómo se relaciona un animal con el exterior? h.- ¿Qué órgano integra la información y nos hace reaccionar frente a diversos estímulos? i.- ¿Para qué se reproducen los seres vivos? j.- ¿Qué células intervienen en la reproducción sexual en animales y en vegetales? http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/2ESO/Funcseres/index.htm

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CONTENIDOS 1. LAS FUNCIONES VITALES Y EL CONSUMO DE ENERGÍA IDEAS BÁSICAS Todos los seres vivos se caracterizan por: 

Presentar una composición química similar. es decir estar formados por biomoléculas orgánicas e inorgánicas.

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Estar formados por células.

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Realizar las funciones vitales. como las funciones de nutrición, relación y reproducción.

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Utilizar energía química para realizar las funciones vitales.

2. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS IDEAS BÁSICAS 

Los seres vivos están formados por biomoléculas. Las biomoléculas están formadas por bioelementos, siendo los más importantes el carbono, el oxígeno, el hidrógeno, el fósforo y el azufre.

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Las biomoléculas se clasifican en dos grupos: el grupo de las biomoléculas orgánicas y el de las biomoléculas inorgánicas.

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Las biomoléculas orgánicas se caracterizan por presentar un alto contenido en carbono, también hidrógeno y oxígeno. Son moléculas muy grandes, formadas por muchos átomos; y forman los órganos de los seres vivos. Existen diferentes grupos de compuestos orgánicos: los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucléicos.

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Los compuestos inorgánicos se caracterizan por no presentar carbono o tener una baja proporción de este elemento. Se trata de moléculas más pequeñas, pero no por ello menos importantes. Los compuestos inorgánicos presentes en los seres vivos son: el agua y las sales minerales.

Agua. Compuesto inorgánico

Compuesto orgánico

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2.1 FUNCIONES DE LAS BIOMOLÉCULAS 

Todas las biomoléculas juegan funciones muy importantes en los seres vivos, y aunque esta idea te parezca reiterativa, tendrás que saber que no pueden vivir si alguna de ellas les faltase. A continuación tienes un cuadro resumen en las que se especifican las funciones más importantes de cada tipo de biomolécula. Después, más abajo, describiremos en qué consisten estas funciones.

BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS INORGÁNICAS FUNCIONES GLÚCIDOS

X

LÍPIDOS

X

PROTEÍNAS

X

ÁCIDOS NUCLEICOS

X

ENERGÉTICA Y ESTRUCTURAL

AGUA

X

SALES MINERALES

X

ENERGÉTICA, ESTRUCTURAL, PROTECTORA Y DE AISLAMIENTO ESTRUCTURAL, TRANSPORTADORA, DEFENSIVA, CONTRÁCTIL, MENSAJERA, REGULADORA Y ENERGÉTICA CONTENER LA INFORMACIÓN HEREDITARIA TRANSPORTADORA, REGULADORA DE LA TEMPERATURA ESTRUCTURAL Y REGULADORA

a. Funciones de los glúcidos 

Los glúcidos realizan funciones energética y estructural. La función energética consiste en proporcionar energía a las células para que éstas puedan realizar sus funciones vitales. Los glúcidos son los nutrientes energéticos por excelencia para las células. La glucosa, la fructosa, la sacarosa, la galactosa, proporcionan de una forma rápida energía a las células.

Por el contrario el almidón y el glucógeno son glúcidos de reserva energética. Gracias a ellos las células tienen una reserva nutricional que utilizar en periodos de ayuno.

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Otra función de los glúcidos es la función estructural. Ésta consiste en formar parte de las estructuras de las células, un ejemplo lo tenemos en la celulosa que forma parte de la pared celular de las células vegetales.

b. Funciones de los lípidos 

Los lípidos realizan funciones energética, estructural, protectora y de aislamiento. Ejemplos de lípidos que realizan función energética, son las grasas y los aceites. Los seres vivos los 3

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utilizan como reserva nutricional. Es decir sus células los utilizan para obtener energía, cuando el ser vivo se encuentra en situaciones de ayuno. 

La función estructural de los lípidos tienen un excelente ejemplo en los lípidos que forman las membranas de las células de todos los seres vivos.



Las funciones protectora y de aislamiento la realizan las grasas. En los mamíferos y en las aves las grasas forman parte de un tejido llamado tejido adiposo, además de ser reserva nutricional, realizan las funciones de proteger a los órganos del cuerpo y de ser aislante térmico, protegiendo a estos animales de las variaciones de temperatura que haya en el medio exterior en el que viven.

c. Funciones de las proteínas 

Las proteínas constituyen un grupo muy polifacético de biomoléculas, ya que realizan muchas funciones que ningún otro grupo de biomoléculas es capaz de realizar; de aquí que las proteínas sean insustituibles en muchas de estas funciones.



La función de reserva nutricional la realizan sólo y exclusivamente cuando el organismo está en situación de ayuno muy prolongado, y se han agotado las reservas de azúcares y de grasas. Si se utilizan las proteínas para realizar esta función la situación para el organismo es muy grave.



La función estructural la realizan, por ejemplo, las proteínas que forman las fibras musculares, que además forman parte del citoesqueleto de las células.



La función de transporte la realizan proteínas como por ejemplo la hemoglobina, que está presente en los glóbulos rojos, y que transporta el oxígeno a los tejidos, desde los pulmones; y el dióxido de carbono desde los tejidos hasta los pulmones.

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La función de defensa consiste en defender al organismo de los microorganismos que producen enfermedades. Esto lo realizan las inmunoglobulinas, que son proteínas presentes en la sangre.

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La función mensajera la realizan proteínas como la insulina, que lleva a las células el mensaje de que en la sangre se está produciendo un aumento en la concentración de glucosa.

Las células responden a la insulina recogiendo la glucosa de la sangre para utilizarla obteniendo de ella energía.



La función enzimática consiste en controlar todas las reacciones químicas que tienen lugar en las células.

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La función contráctil la realizan proteínas del citoesqueleto que contribuyen a que las células puedan contraerse, haciendo que el órgano del que forman parte se contraiga 4

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también. Un ejemplo lo tenemos en las proteínas de las fibras musculares que permiten que los músculos se contraigan, y así que se produzca el movimiento. d. Funciones de los ácidos nucléicos 

Contienen la información hereditaria, es decir la información que necesitan los seres vivos para poder realizar sus funciones vitales de forma adecuada.

e. Funciones del agua 

Es la biomolécula más abundante en los seres vivos. Por ejemplo si analizáramos la composición química en un ser humano adulto, comprobaríamos que un 65% del total de la masa de su organismo es agua. Se encuentra distribuido en todos los plasmas del cuerpo de un ser vivo; en los plasmas celulares, en los plasmas intersticiales y en los líquidos circulatorios, como la sangre, la linfa y la savia.



Una de las propiedades del agua es ser un buen disolvente; esto permite que el agua en los seres vivos pueda disolver a otras biomoléculas, que podrán ser transportadas en disolución; como por ejemplo la glucosa que disuelta en el suero sanguíneo es transportada a todas las células del organismo. Otro ejemplo lo tenemos en el transporte de las sales minerales, que disueltas en agua, van desde la raíz a las hojas, gracias al transporte de la savia bruta, por el interior de los vasos leñosos, en las plantas.

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Otra función que realiza el agua es la de contribuir a que los seres vivos puedan mantener su temperatura corporal constante. Esto es posible porque el agua es un buen amortiguador de la temperatura; tiene la capacidad de absorber el calor y utilizarlo para producir en ella misma un cambio de estado (líquido a gas). Este es el fundamento físico en el que se basa el mecanismo protector de la sudoración en animales o de la evapotranspiración en vegetales.

f. Funciones de las sales minerales 

Las sales minerales como el calcio, el fósforo, el sodio o el hierro, son imprescindibles en los seres vivos, porque realizan funciones importantísimas; a continuación vamos a explicar brevemente algunas de ellas: o

Gracias a las sales minerales los seres vivos podemos absorben el agua y la retienen en su organismo.

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Sales como el calcio y el fósforo son importantes porque forman estructuras esqueléticas o de sostén; como el esqueleto de los vertebrados, las conchas de los moluscos y el exoesqueleto de los artrópodos.

o

Otras sales realizan función reguladora, es decir intervienen en procesos fisiológicos de los seres vivos. Así, por ejemplo, el hierro nos ayuda a transportar el oxigeno y el dióxido de carbono en la hemoglobina; el sodio interviene en la transmisión del impulso nervioso.

Exoesqueleto de Artrópodo

Concha de un molusco

3. EL DESCUBRIMIENTO DE LAS CÉLULAS IDEAS BÁSICAS 

En el siglo XVII, Robert Hooke y Anton Van Leeuwenhoek, utilizaron el microscopio y contribuyeron al descubrimiento de las unidades estructurales y funcionales de los seres vivos, las células.

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En el siglo XIX se enunció la Teoría celular, que se resume en los siguientes puntos: o

Todos los seres vivos están formados por células.

o

La célula es la parte más pequeña de los seres vivos que tiene vida propia y realiza las funciones vitales.

o 

Célula procariota

Toda célula procede de otra ya preexistente.

Se define célula como la unidad básica de los seres vivos, que tiene vida propia, es decir es capaz de realizar las funciones vitales.

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Toda célula consta de: membrana celular, citoplasma con orgánulos y material hereditario.

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Existen dos tipos de células: la célula procariota y la célula eucariota.



La célula procariota no tiene el material hereditario en el interior de un núcleo, la eucariota por el contrario si lo tiene.

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Existen dos tipos de célula eucariota, la animal y la vegetal.

Célula eucariota animal Célula eucariota vegetal

A continuación vamos a completar los contenidos de esta pregunta a partir de la información contenida en el siguiente enlace. Vamos a realizar un estudio sobre las características de las células procariotas y eucariotas; además de establecer las diferencias que hay entre ellas. http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/4ESO/serunipluricelulares/contenidos5.htm#celula

4. LA NUTRICIÓN DE LOS SERES VIVOS IDEAS BÁSICAS 

La nutrición permite a los seres vivos intercambiar materia y energía con el medio.

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Existen dos tipos de nutrición la autótrofa y la heterótrofa.

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Los seres vivos autótrofos fabrican su materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos, como las sales minerales, el agua y gases cómo el dióxido de carbono; y energía. Pueden ser quimiosintéticos, si utilizan energía química (bacterias); o fotosintéticos si utilizan energía solar (plantas, algas, cianobacterias).

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Los seres vivos heterótrofos no fabrican materia orgánica, la obtienen de otros seres vivos, de los que se alimentan (hongos, animales, protozoos y algunas bacterias)



Los organismos autótrofos fotosintéticos realizan, en sus células, para nutrirse, la fotosíntesis y la respiración celular.



Los organismos heterótrofos realizan para nutrirse: ingestión, digestión y respiración celular, excreción.

Nutrición en plantas

4.1 NUTRICIÓN EN LAS PLANTAS 4.1 NUTRICIÓN EN LAS PLANTAS



Vamos a escoger al Reino de las plantas, para explicar en qué consiste la nutrición autótrofa.

Las plantas utilizan para nutrirse agua, sales minerales, dióxido de carbono, oxígeno y luz solar.



Las plantas pueden utilizar luz solar por que presentan, en los cloroplastos de sus células, un pigmento, la clorofila, que es capaz de absorber la energía contenida en la luz. El agua y las sales minerales las recogen del suelo, gracias a sus raíces; una vez que se encuentran en el interior de los vasos leñosos de la raíz, forman lo que se llama la savia bruta, que asciende hacia las hojas, por los vasos leñosos del tallo. Una vez en el interior de las hojas, pasan al interior de las células, donde se encuentran los cloroplastos.

Estoma visto al microscopio electrónico



El dióxido de carbono y el oxígeno los recogen de la atmósfera, a través de los estomas, situados en el envés de sus hojas. El dióxido de carbono también pasa a los cloroplastos.

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Los cloroplastos con el dióxido de carbono, el agua, las sales minerales y la luz solar realizan la fotosíntesis.

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La fotosíntesis es un proceso autótrofo que realizan las plantas, algas y cianobacterias.

Utilizan energía solar, que transforman en energía química, que es la que contiene la materia orgánica que fabrican.

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La fotosíntesis consta de dos fases: la luminosa, en la que se utilizan la luz solar; y la no luminosa, que no depende de la luz solar, y en la que se produce finalmente la síntesis de los compuestos orgánicos.



En la fase luminosa, los cloroplastos utilizan la energía solar para romper al agua liberando al oxígeno e hidrógeno que la forman. El oxígeno se desprenden, como gas residual del proceso de la fotosíntesis, a través de los estomas, incorporándose al oxígeno atmosférico.

El hidrógeno se queda en el cloroplasto, para incorporarse a la fase no luminosa, junto con el dióxido de carbono y las sales minerales, para formar los compuestos orgánicos. Estos tienen dos futuros posibles o bien forman parte de las estructuras de las células vegetales o se utilizan pasa obtener de ellos energía. En este caso pasan a las mitocondrias, donde se realiza la respiración celular.

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En las mitocondrias se produce la respiración celular. Consiste en la destrucción de los nutrientes energéticos, obtenidos en la fotosíntesis, utilizando el oxígeno gas. De este proceso se obtiene mucha energía que la célula vegetal utiliza para realizar sus funciones; se producen también sustancias tóxicas como el dióxido de carbono, que se desprende a través de los estomas, además de obtenerse agua. La energía liberada en este proceso es almacenada por las mitocondrias, en unas moléculas, conocidas con el nombre de ATP, que utiliza la célula cuando las necesita.

4.2 LA NUTRICIÓN EN ORGANISMOS HETERÓTROFOS 

Para estudiar la nutrición de los organismos heterótrofos vamos a escoger la nutrición de una ameba, que es un organismo unicelular, perteneciente al Reino protista.

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El primer proceso que tiene que realizar un organismo heterótrofo para nutrirse es la ingestión del alimento (sistema material que contiene nutrientes). Las amebas realizan la ingestión capturando a su presa (alimento) mediante unos pseudópodos, que la engloban contribuyendo a introducirla en el interior de la célula, gracias a la formación de una vesícula, conocida como vesícula de endocitosis.



El siguiente proceso es la digestión de la presa; este proceso lo realizan los lisosomas que contienen enzimas digestivas. Se unen a las vesículas de endocitosis, vertiendo a su interior los enzimas que van a digerir a la presa. Los nutrientes obtenidos de la digestión son

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absorbidos por la célula. Los residuos de la digestión con los restos de los enzimas son expulsado al exterior. 

Los nutrientes pasan a la mitocondria para ser convertidos en energía. La respiración celular que realiza la mitocondria necesita oxigeno gas. La energía liberada en este proceso se almacena en ATP. El dióxido de carbono que se desprende, así como otras sustancias toxicas que se liberan en este proceso son expulsados al exterior.

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En los organismos pluricelulares, como los pertenecientes al Reino animal, existen cuatro aparatos o sistemas que les permiten realizar la nutrición. Son el aparato respiratorio, el excretor, el circulatorio y el sistema digestivo. El aparato respiratorio realiza el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono con el exterior. El aparato digestivo realiza la ingestión, digestión del alimento y absorción de los nutrientes obtenidos tras la digestión. El aparato excretor elimina sustancias tóxicas procedentes de la respiración celular, y el aparato circulatorio realiza el transporte de los nutrientes y los gases desde el tubo digestivo hasta las células.

Ejemplo de nutrición heterótrofa

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ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN 1. SOBRE LAS CÉLULAS: REALIZA LAS ACTIVIDADES QUE ENCUENTARÁS EN LOS SIGUIENTES ENLACES, ANOTANDO LAS RESPUESTAS CORRECTAS: http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/4ESO/serunipluricelulares/actividad15.htm http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/4ESO/serunipluricelulares/activ_video1.htm 2. SOBRE LAS CÉLULAS: OBSERVACIÓN DE LAS CÉLULAS DE EPIDERMIS DE LA CEBOLLA. EL PROTOCOLO PARA LA REALIZACIÓN DE LA PÁGINA ESTÁ EN EL SIGUIENTE ENLACE: http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~14008068/biologiaygeologia/practicas%20biolog%EDa/ celulas%20de%20la%20epidermis%20de%20cebolla.htm 3. SOBRE LA NUTRICIÓN: REALIZA LAS ACTIVIDADES QUE ENCUENTARÁS EN LOS SIGUIENTES ENLACES, ANOTANDO LAS RESPUESTAS CORRECTAS http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/2ESO/Funcseres/actividad61.htm http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/2ESO/Funcseres/actividad5.htm http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/2ESO/Funcseres/actividad7.htm http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/2ESO/Funcseres/actividad10.htm ACTIVIDADES DE ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD 1. REPASA EN EL SIGUIENTE VIDEO LOS DOS TIPOS DE NUTRICIÓN QUE EXISTEN EN LOS SERES VIVOS. http://www.youtube.com/watch?v=lU9dk8-ixDY&feature=player_embedded 2. SOBRE LA NUTRICIÓN DE LAS PLANTAS, PUEDES CONSULTAR EN EL SIGUIENTE ENLACE. http://www.botanical-online.com/funcionesplantas.htm 3. SOBRE LA NUTRICIÓN HETERÓTROFA CONSULTA EN LA SIGUIENTE PÁGINA: http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/2ESO/Funcseres/contenido2.htm

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