BIOLOGIA GENERAL Y METODOLOGIA DE LAS CIENCIAS

BIOLOGIA GENERAL Y METODOLOGIA DE LAS CIENCIAS
TRABAJO PRÁCTICO N° 10
ENERGÉTICA
Objetivos
 Comprender la importancia de la respiración celular como la principal vía de
obtención de energía y de la fermentación como vía anaeróbica alternativa.
 Identificar las etapas de la respiración celular y el lugar donde se realizan.
 Diferenciar reacciones de oxido – reducción.
 Reconocer la diferencia entre reacciones de tipos catabólicas y anabólicas.
 Conocer e interpretar las leyes de la termodinámica.
Introducción
Los organismos están constituidos por células las cuales cumplen diferentes funciones,
por ejemplo, la respiración celular. Para esta y otras funciones, las células necesitan de
energía en forma de ATP. Este se obtiene a través de reacciones químicas que integran
el proceso denominado metabolismo. El metabolismo es uno de los procesos
fundamentales que se llevan a cabo en el interior de la célula. Los términos anabolismo
y catabolismo se utilizan para describir los dos tipos principales de actividad
metabólica. Las reacciones químicas anabólicas requieren ATP y las reacciones
catabólicas, como las oxidativas, extraen energía de los nutrientes.
Actividades:
Teóricas:
1. Define los siguientes términos: Metabolismo - Anabolismo - Catabolismo Reacciones redox.
2. ¿Que es un nucleótido energético? Dé ejemplos.
3. Enuncie las leyes de la termodinámica.
4. Describe brevemente para los siguientes procesos de Glucólisis - Respiración celular
– Fermentación láctica y alcohólica: finalidad, las sustancias iniciales y finales; lugar
donde se desarrolla cada uno de ellos
Prácticas:
1. Explique las siguientes situaciones a partir de las leyes de la termodinámica.
a) La energía contenida en las moléculas de los alimentos es extraída mediante una
sucesión de oxidaciones, al cabo de las cuales el oxígeno atmosférico se une a átomos
de hidrógeno de las citadas moléculas para formar H2O.
b) Los vegetales para la producción de su alimento requieren de materia (CO2 y H2O)
y de energía (lumínica). La energía captada por los vegetales no es el 100% de la
energía que ingresa a la atmósfera, y la energía que obtienen los herbívoros al consumir
su alimento no constituye el 100% de la energía que el vegetal captó
2. Teniendo en cuenta la siguiente gráfica:
a- Identifica una reacción catabólica y una reacción anabólica
b- Señala la glucolisis, la fermentación láctica y las etapas de la respiración celular.
3. Los alimentos que incorporan los organismos sufren un proceso de digestión en el
cual se obtienen los nutrientes necesarios para la obtención de energía. Los mismos
son absorbidos y trasportados hacia la célula. Allí los nutrientes sirven como fuente
de obtención de ATP. En lugar de una pirámide, nos encontramos con el llamado
Óvalo argentino. La información contenida es muy similar pero presentada con otro
dibujo.
EL ÓVALO ARGENTINO.
El Óvalo se lee en sentido contrario a las agujas del reloj y se sugiere que se consuman
más alimentos en este sentido y, tal como indica el gráfico, mayor cantidad de los
grupos de alimentos de la parte baja y menos de la superior.
Esta grafica refleja la variedad que debe incluir una dieta sana según el gobierno de
Argentina. Recomiendan, por tanto, seis grupos de alimentos cuya proporción dentro de
la dieta viene indicada por el área que cada grupo ocupa en el conjunto del óvalo.
Vemos que, como siempre, los cereales integrales se sugieren como base de la dieta,
dado que se estima que deben constituir más del 50% de la energía diaria que el total de
los alimentos nos proporcionan.
Por otra parte, las cantidades recomendadas de cada grupo varía en función de la
actividad física que se realiza cada día, del sexo, de la edad y del estado de salud. Por
tanto, hay que interpretar el óvalo argentino como una orientación más que como una
guía.
Es interesante comprobar que el agua ocupa un lugar destacado en el óvalo: el centro.
Se recomienda beber abundante cantidad de agua potable cada día.
4. Buscar 10 (diez) etiquetas de alimentos que consumas habitualmente, analiza la
información nutricional que ofrece cada etiqueta y teniendo en cuenta el ovalo
nutricional responde:
a) ¿Qué cantidad de energía aporta cada porción? ¿Qué cantidad de porciones
consumes habitualmente?
b) ¿Qué biomoléculas (nutrientes) contiene y en qué porcentaje los presentan, cada
uno de ellos?
c) ¿Qué porcentaje de cada nutriente deberías incorporar mediante los alimentos?
¿Cumples con las cantidades requeridas por tu organismo? ¿Cómo influye el no
cumplir con las cantidades de nutrientes requeridas?
d) ¿Qué procesos metabólicos le permiten obtener energía de los alimentos
(nutrientes) a tu cuerpo? Explica brevemente.
e) ¿En qué tipo de energía se transforma la Energía química de los nutrientes
dentro de la célula?
f) ¿Por qué hablamos de transformación de un tipo de energía a otro?
g) ¿Por qué una persona no entrenada que realiza actividad física en exceso,
presenta dolores musculares y calambres? Explica teniendo en cuenta el proceso
de obtención de energía en el organismo y recuerda que la glucólisis anaeróbica
presenta un subproducto (Ácido Láctico) y la respiración celular no posee,
subproductos ya que se produce la oxidación del átomo de carbono en su
totalidad (CO2). Para responder analiza las siguientes tablas sobre sistemas
energéticos:
h) ¿Por qué es necesario que una persona con sobrepeso realice actividad física?
¿Por qué esa actividad física debe superar los 30 minutos? ¿Cómo se relaciona
esto con el uso de lípidos? Observa la siguiente gráfica.
i) ¿Qué nutrientes consume en primer lugar nuestro organismo? ¿y en forma
posterior?
5. Experiencia.
Para realizar nuestro experimento necesitamos:
- un recipiente con agua caliente,
- un vaso,
- un Erlenmeyer
- un embudo,
- un globo,
- levadura prensada y azúcar.
Procedimiento:
a- Disolvemos un par de cucharadas de levadura en medio vaso con agua caliente.
b- Añadimos a la mezcla un par de cucharadas de azúcar y removemos un poco.
c- Transferimos la mezcla resultante a una botella de cristal pequeña.
d- Ponemos un globo en la boca de la botella.
e- Metemos la botella en un recipiente con agua caliente.
Luego de un par de minutos el globo se infla.
Observa detalladamente el proceso y trata de explicar lo que sucede y el por qué
utilizando las siguientes reacciones químicas.
FOTOSINTESIS
Objetivos:
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


Diferenciar las etapas del proceso de fotosíntesis y la finalidad de este proceso.
Reconocer los pigmentos fotosintéticos que participan en la fotosíntesis.
Identificar la estructura del cloroplasto.
Diferenciar los distintos metabolismos fotosintéticos de asimilación del carbono
que poseen los vegetales.
Introducción:
La luz es la fuente primaria de energía para la vida sobre la tierra. La biosfera en
la que vivimos es un sistema cerrado en equilibrio dinámico constante. Sistema cerrado
significa termodinámicamente, que no intercambia materia con el exterior, pero si
recibe energía. La radiación solar que llega a la Tierra abarca una amplia franja del
espectro radiactivo electromagnético y, dentro de ella, una parte significativa
(aproximadamente un 40%) es la radiación luminosa, normalmente llamada luz.
Mediante un único y complejo proceso fisiológico denominado fotosíntesis,
determinados organismos autótrofos o fotosintéticos, son capaces de absorber y utilizar
la energía lumínica. Así la energía es usada para la producción de biomasa, la cual es
distribuida directamente o indirectamente, al resto de los organismos.
Actividades:
Teóricas:
1- Defina los siguientes términos: Pigmento – Clorofila - Fotosistema – Espectro
electromagnético- Fotorrespiración – Rubisco
2- Describa brevemente la etapa fotoquímica y biosintética de la fotosíntesis cuales
son las sustancias que inician cada reacción y cuáles son las que finalizan y donde se
llevan a cabo y
3- Explica los tres tipos de metabolismo fotosintético (C3, C4 y CAM)
Prácticas:
1- Indica cuáles son los pigmentos que participan en el proceso de captación de la
energía lumínica y cuál es el rango del espectro electromagnético que estos absorben.
Los carotenoides contribuyen a ampliar el rango del espectro utilizable en la fotosíntesis
y además cuentan con otra función. ¿Cuál es? Explica brevemente.
2- Señala las etapas de la fotosíntesis y explica brevemente a cada una de ellas y su
objetivo.
3- Indica, en el esquema del cloroplasto, cómo está constituido.
Extracción de pigmentos fotosintéticos
Se trata de extraer pigmentos fotosintéticos que se encuentran en los vegetales y
conseguir separarlos utilizando la técnica de la cromatografía.
Materiales
- Mortero
- Tijeras
- Embudo
- Gradilla con tubos de ensayo
- Placas Petri
- Papel de filtro
- Hojas verdes de diferentes especies vegetales y otras de diferentes colores al
verde.
- Alcohol de 90 º /Acetona
Procedimiento:
1.- Se trocean hojas de vegetales con las tijeras sobre un mortero.
2.- Se cubren con alcohol y se trituran hasta lograr una buena homogeneización, para
que el alcohol esté bien coloreado.
3.- Se filtra el contenido del mortero sobre un tubo de ensayo.
4.- Se vierte el filtrado en una placa Petri y se coloca sobre ella un rectángulo de papel
de filtro doblada por la mitad formando un ángulo.
5.- Esperamos hasta que el alcohol y los pigmentos vayan ascendiendo por el papel
produciéndose la separación cromatografía.
6- Observa las coloraciones existentes una vez seco el papel y explica a que se deben
las diferentes coloraciones
Bibliografía:
- Campell N A y Reece, J B. “Biología”. Séptima Edición. Editorial Médica
Panamericana. Buenos Aires, 2007
- Curtis H. y Barnes S., “Biología”. Séptima edición. Editorial Médica Panamericana,
Buenos Aires. 2008.
- Sadava D, Heller C, Orians G., Purves W., Hillis D. “Vida. La Ciencia de la
Biología”. Octava edición. Editorial Panamericana, Buenos Aires, 2009.