Tema 4: Obtención de materia y energía. La Nutrición celular

Tema 4: Obtención de materia y energía.
La Nutrición celular
Analicemos por un momento lo que hacemos en un día cualquiera nuestra
vida...¿Cuánto tiempo dedicamos a comer? ¿Para qué necesitamos comer?
Comemos porque necesitamos energía y materia, comemos y realizamos
una de las funciones que nos diferencian como seres vivos, nos
nutrimos .
El alimento entra en nuestro organismo y es digerido, transformado en
particular más pequeñas que puedan ser utilizadas por la célula. Estas
partículas son las biomoléculas que ya conoces: lípidos , glúcidos y
proteínas . Además de sales y agua que ya sabes que son inorgánicas. A
todas juntas las llamamos nutrientes.
Las partículas entran en la célula y se dirigen a los diferentes orgánulos,
como si se trataran de las materias primas que entran en una fábrica. En
los orgánulos se transforman en materia propia o en energía.
¿Para
necesitamos
materia?
qué
la
Para reponer la que
perdemos cada día, para
fabricar células nuevas,
para que nos crezca el
pelo o las uñas.
¿Para
necesitamos
energía?
qué
la
Para realizar todas las
actividades,
movernos,masticar,
pestañear,
hablar,
escuchar...para
TODO
necesitamos la energía.
No olvides que cada
alimento contiene un
tipo
diferente
de
nutrientes y que para
tener una dieta sana y
equilibrada necesitamos
un aporte racional de
todos los nutrientes, sin
excesos ni excepciones.
SOMOS LO QUE
COMEMOS .
En este tema no nos
vamos a ocupar de la
digestión sino de lo que
ocurre
con
los
nutrientes cuando llegan
a la célula, pero no está
mal recordar ¿no?.
Esta imagen perternece a Wikimedia Commons
Resumamos:
Los seres vivos necesitamos materia y energía.
La materia y la energía la obtenemos del alimento.
El alimento se transforma en nutrientes que entran en la célula.
La célula realiza los procesos de nutrición para transformar los
nutrientes en materia y energía.
1. La nutrición celular
Como ya te habrás podido imaginar todos los seres vivos necesitan nutrirse, tanto los
pluricelulares como los unicelulares. La diferencia está en cómo lo hacen unos u otros. En
este caso la diferencia no está en el número de células, sino en cómo obtienen la materia
orgánica, el alimento. Aquí es donde hacemos una gran diferencia entre animales y
vegetales. Podemos clasificar a los organismos en dos grande grupos:
Heterótrofos :
Obtienen
la
materia
orgánica del exterior, es
decir, necesitan captar
alimento para sobrevivir.
A este grupo pertenecen
los
organismos
con
células
eucariotas
animales.
Primer alimento del día FlickrCC
Autótrofos : Son capaces de transformar la
materia inorgánica en orgánica, y es esa materia
orgánica las que les permite obtener energía.
A este grupo pertenecen los organismos con
células eucariotas vegetales.
Plantas en Flickr CC
La nutrición será, por lo tanto, los procesos que tienen lugar en la célula para obtener la
materia y la energía.
¿Sabes por qué las plantas son tan importantes para la vida?
Lo tienes en el hecho de que son autótrofas y junto con las algas y las
bacterias fotosintéticas son los principales organismos capaces de fabricar
materia orgánica, el resto de seres vivos dependen de esa materia orgánica
ya elaborada para vivir. Por eso las plantas son la base de las cadenas
alimenticias, llamadas cadenas tróficas y por eso SI NO HAY VEGETALES
NO PUEDE HABER ANIMALES.
Imagen de Lygeum del blog Barracuda
Y ahora reflexionamos: si la base de la pirámide (que son las plantas) se hace
más estrecha digamos, por la continua pérdida de bosques y de espacios
naturales, ¿qué pasaría?
1.1 Incorporación de sustancias
¿Qué es lo primero que debe hacer la célula para nutrirse?
Pues tomar las sustancias nutritivas del medio que la rodea. Para ello
deben atravesar la membrana celular. Pero no todas las sustancias pasan
a la célula de la misma forma, unas pasan muy fácilmente, a otras hay
que ayudarles un poquito, y para que pasen hay que "pagar" una
cantidad de energía. Es decir que las sustancias nutritivas
atraviesan la membrana celular de manera selectiva , es decir, la
membrana deja pasar con mayor facilidad a unas sustancias que a otras.
Imagen de
2mdc.com. distribuida con licencia Creative commons
Existen dos sistemas de transporte a través de la membrana dependiendo de que
consuma o no energía:
Transporte pasivo : No consume energía . Las sustancias pasan de
dónde hay más a dónde hay menos , es decir desde dónde la concentración es
mayor a donde es menor, a eso se le llama " a favor del gradiente de concentración"
Simple : EL agua, y los gases como el oxígeno y el dióxido de carbono,
atraviesan la membrana (la bicapa lipídica) libremente a favor de gradiente .
Facilitado : Algunas partículas de mayor tamaño necesitan ayudarse de las
proteínas de membrana para poder atravesarla.
Transporte
Activo : Consume
energía ya que
ocurre contra
gradiente , es decir
de dónde hay menor
concentración hacia
donde hay más .
Para su transporte se
emplean las proteínas de
membrana.
Bomba de sodio/potasio de Phi-Gastrein con licencia CC
En esta imagen podrás ver los tipos de transporte ¿verdad que no es complicado?
Imagen de 2mdc.com con licencia Creative Commons
Cuando lo que la célula
necesita son partículas
muy
grandes
como
macromoléculas
se
realiza la endocitosis .
Pinocitosis :
Cuando son
sustancia s
líquidas .
Fagocitosis :
Cuando incorpora
sustancias grandes
como
microorganismos o
macromoléculas .
Imagen de Raffmarra para dominio público
¿Cómo crees que se transportarán las siguientes sustancias a través de la
membrana? Indica la permeabilidad de la membrana a cada sustancia.
Permeabilidad de membrana
Agua
Oxígeno
Bacteria
Glucosa
Sodio
Sistema de transporte
Actividad
Las partículas que se incorporan a la célula por transporte activo o
pasivo no tienen que ser digeridas , directamente pasarían a ser
utilizadas como fuente de energía o como materia prima para fabricar
materia propia, sin embargo.
Cuando se produce endocitosis sí debe realizarse digestión celular ,
ya que estas partículas son demasiado grandes.
1.2 Digestión celular
Las partículas de gran tamaño que son incorporadas a la célula por endocitosis
deben ser digeridas . En la digestión celular participan los lisosomas ¿te acuerdas?
son esos orgánulos que contienen unas proteínas cuya función es ésa, digerir, esas
proteínas se llaman enzimas hidrolíticos y se encargan de degradar las moléculas.
Imagen de Cnice
En la imagen superior podemos ver tres situaciones distintas, veamos paso a paso lo que
significa y que orgánulos participan:
Fagocitosis :
1 La vesícula fagocítica engloba, rodea y atrapa a la partícula (en
este caso una bacteria).
2 Una vez dentro del citoplasma, a esta vesícula se le llama fagosoma.
3 Al fagosoma
celular .
se unen los
lisosomas
y se inicia la
digestión
Pinocitosis :
1a Los líquidos van siendo englobados, forman el
terminará por fusionarse con los lisosomas.
endosoma
que
Autofagia : Consiste en reciclar los orgánulos que ya no funcionan,
dirigiéndolos y reutilizando sus componentes. En este caso la vesícula
autofágica no
procede de la membrana celular sino del
retículo
endoplasmático .
Cuando las partículas son digeridas se liberan al citoplasma y las sustancias no
utilizables salen al exterior mediante un proceso denominado exocitosis.
Imagen de GrahamColm con Licencia Creative Commons
Vamos a aclararnos
Para poder realizar la nutrición las células necesitan incorporar los
nutrientes
en ese proceso está implicada la
membrana
plasmática.
Si las partículas ingeridas son muy grandes es necesaria una
celular en la que están implicados los lisosomas .
digestión
¿Qué proceso describe la imagen? Identifica cada uno de los números que
aparecen.
Imagen de XcepticZP. Dominio público
AV - Pregunta Verdadero-Falso
Señale si la afirmación es verdadera o falsa.
En la pinocitosis no intervienen los lisosomas
Verdadero
Falso
La autofagia ocurre cuando la célula se vuelve loca y se come a si misma
Verdadero
Falso
Vamos a ver esta pequeña animación del Proyecto Biosfera
contesta a unas sencillas preguntas.
¿Dónde se forman los lisosomas?
¿Qué contienen?
¿Qué otro orgánulo interviene en este proceso?
y después
2. El Metabolismo
Partimos de que todas las células
necesitan nutrirse y lo hacen a
partir de:
nutrientes orgánicos
( heterótrofas como los
animales, hongos, protozoos)
nutrientes inorgánicos
( autótrofas como las
plantas y las algas)
Pero ¿Qué hacen para
transformar los nutrientes en
materia y energía?
Modificada de Wikimedia Commons
En el interior de la células tiene lugar una gran actividad química y al conjunto de
todas las reacciones químicas que ocurren se le llama Metabolismo .
Como verás el metabolismo no es un proceso simple y se divide en dos grandes
procesos dependiendo de que produzcan:
materia: Anabolismo
energía: Catabolismo
Imagen de Lourdes Luengo. CC
Recursos Cnice CC
Anabolismo : Conjunto de procesos químicos que conduce a la
fabricación de biomoléculas consumiendo energía .
En este proceso
están implicados
el
retículo
endoplasmático
liso y rugoso, los
ribosomas y el
aparato de Golgi.
En las células
vegetales,
además,
los
cloroplastos.
Un ejemplo de
proceso
anabólico sería
la fabricación de
materia orgánica
(glucosa)
por
parte
de
las
células vegetales,
a este proceso se
le
llama
fotosíntesis
y
tiene lugar en
los
cloroplastos .
Modificada Wikimedia Commons
Fíjate como la
fotosíntesis
solamente
con
agua,
sol
y
anhídrido
carbónico (C0 2 )
forma glucosa.
La célula eucariota, Slide share.
Catabolismo : Conjunto de
procesos químicos que
destruyen biomoléculas para
obtener energía.
En
este
proceso
están
implicadas las mitocondrias.
Un
ejemplo
de
proceso
catabólico sería la respiración
celular que tiene lugar en la
mitocondria y que consiste en
la combustión de glucosa para
obtener energía.
Cnice.Proyecto biosfera
Todo está enlazado, la energía que se desprende del catabolismo es empleada en el
anabolismo o en otros procesos celulares. Y las biomoléculas sintetizadas a través del
anabolismo pueden emplearse en el catabolismo.
Después de conocer la diferencia entre anabolismo y catabolismo me podrías
decir ¿Por qué las células vegetales tienen cloroplastos y mitocondrias y las
animales no tienen cloroplastos pero sí mitocondrias?
AV - Pregunta Verdadero-Falso
Señala si la respuesta es verdadera o falsa
El catabolismo ocurre en los cloroplastos
Verdadero
Falso
El metabolismo comprende los procesos de formación de materia y energía
que ocurren en la célula
Verdadero
Falso
El anabolismo y el catabolismo son procesos asociados
Verdadero
Falso