Procesos Biológicos

Metabolismo, conjunto de reacciones químicas que tienen lugar dentro de las células de los organismos vivos, las cuales transforman energía, conservan su identidad y se reproducen. Todas las formas de vida, desde las algas unicelulares hasta los mamíferos, dependen de la realización simultánea de centenares de reacciones metabólicas reguladas con absoluta precisión, desde el nacimiento y la maduración hasta la muerte. Las células tienen una serie de enzimas o catalizadores específicos que se encargan de activar, controlar y terminar todas estas reacciones, cada una de las cuales está a su vez coordinada con muchas otras que se producen en todo el organismo.

2. ¿Cuáles son las dos fases del metabolismo y en que consiste cada una?

Anabolismo y catabolismo

Hay dos grandes procesos metabólicos: anabolismo o biosíntesis y catabolismo. Se llama anabolismo, o metabolismo constructivo, al conjunto de las reacciones de síntesis necesarias para el crecimiento de nuevas células y el mantenimiento de todos los tejidos. El catabolismo, o metabolismo destructivo, es un proceso continuo centrado en la producción de la energía necesaria para la realización de todas las actividades físicas externas e internas. El catabolismo engloba también el mantenimiento de la temperatura corporal e implica la degradación de las moléculas químicas complejas en sustancias más sencillas, que constituyen los productos de desecho expulsados del cuerpo a través de los riñones, el intestino, los pulmones y la piel.

Las reacciones anabólicas y catabólicas siguen lo que se llaman rutas metabólicas; ambos tipos de rutas se combinan unas con otras para producir compuestos finales específicos y esenciales para la vida. La bioquímica ha determinado la forma en que se entretejen algunas de estas rutas, pero muchos de los aspectos más complejos y ocultos se conocen sólo en parte. En esencia, las rutas anabólicas parten de compuestos químicos relativamente simples y difusos llamados intermediarios. Estas vías utilizan la energía que se obtiene en las reacciones catalizadas por enzimas y se orientan hacia la producción de compuestos finales específicos, en especial macromoléculas en forma de hidratos de carbono, proteínas y grasas. Valiéndose de otras secuencias enzimáticas y moviéndose en sentido contrario, las rutas catabólicas disgregan las macromoléculas complejas en compuestos químicos menores que se utilizan como bloques estructurales relativamente simples.

Cuando el anabolismo supera en actividad al catabolismo, el organismo crece o gana peso; si es el catabolismo el que supera al anabolismo, como ocurre en periodos de ayuno o enfermedad, el organismo pierde peso. Cuando ambos procesos están equilibrados, se dice que el organismo se encuentra en equilibrio dinámico.

3. ¿A cual fase del metabolismo pertenece la respiración celular y la fotosíntesis?

La respiración celular pertenece al catabolismo y la fotosíntesis al anabolismo.

4. Llene el siguiente cuadro con los datos que se solicitan.

5. Explique como la fotosíntesis y la respiración son parte de un ciclo.

La respiración de las células libera la energía almacenada en la glucosa. Las moléculas de glucosa se descomponen y se libera la energía almacenada en sus uniones químicas. Parte de esta energía se libera como calor. Parte es almacenada en el ATP para su uso en actividades celulares. El CO2 producido en la respiración aeróbica se recicla cuando se utiliza en la fotosíntesis para hacer mas glucosa.

El proceso de la respiración se efectúa constantemente en las células. La respiración aeróbica requiere de oxígeno. La respiración anaerobia se efectúa sin oxígeno y también se llama fermentación.

La mayor parte de las formas vivientes dependen de la fotosíntesis, que se lleva a cabo en las plantas verdes en presencia de luz solar. Durante la fotosíntesis, el bióxido de carbono y el agua se usan para sintetizar compuestos orgánicos como la glucosa, el combustible básico para todas las células. Por lo tanto, la energía luminosa del Sol es almacenada como energía química. El ATP sirve para transferir energía en muchas reacciones de los seres vivos. Algunos autotrófos no usan la energía solar. Elaboran su propio alimento usando la energía almacenada en compuestos inorgánicos. Este proceso se llama quimiosíntesis.

6. Distinga entre un autótrofo y un heterótrofo.

autótrofo, -a

I. De auto + gr. trepho = yo alimento.

heterótrofo, -a

I. De hetero- + gr. trophos = que se alimenta.

1. (adjetivo, -a). Dícese de los organismos que sólo se nutren de sustancias elaboradas por otros seres vivos, como los animales y los vegetales sin clorofila.

2. (adjetivo, -a). Dícese del género de nutrición propio de estos organismos.

Los organismos que combinan las moléculas inorgánicas convirtiéndolas en orgánicas para su uso como alimento, se llaman autótrofos(auto = uno mismo; trophos = alguien que alimenta). Las plantas verdes son autótrofas, hacen su propio alimento en el proceso de la fotosíntesis. Todos dependemos de las plantas verdes para nuestra alimentación. Un organismo como el nuestro, que es incapaz de sintetizar las moléculas orgánicas de alimento a partir de moléculas inorgánicas, se llama heterótrofo(heteros = otro). La vaca que come pasto es un heterótrofo. Depende directamente de las plantas verdes para su alimentación. Cuando comemos carne de res y tomamos leche, estamos dependiendo indirectamente del pasto para nuestra alimentación. Esto se debe a que la energía paso del Sol al pasto, a la res y después a ti. Como podemos ver, la vida depende de los autótrofos.

7. ¿En que parte de la célula se lleva a cabo la respiración celular?

Mitocondria (mito = hilo). El microscopio electrónico hace claramente visibles a organelos pequeños con forma de varilla, llamados mitocondrias. Estos son los centros de la respiración de la célula, liberan la energía de la que dependen las actividades celulares.

Las mitocondrias son especialmente numerosas en las células situadas en áreas de gran actividad, como las células de los músculos. En una célula de hígado pueden encontrarse hasta 2 500 mitocondrias.

8. ¿En que parte de la célula se lleva a cabo la fotosíntesis?

La fotosíntesis se lleva a cabo en los cloroplastos. La reacción lumínica se efectúa en la grana y la reacción oscura en el estroma.

Los plastos son organoides encontrados en casi todas las células vegetales. Algunos plastidos actúan como fabricas químicas y otros sirven principalmente para almacenar alimentos. El plasto mas conocido es el cloroplasto (cloros = verde), que contiene el pigmento verde conocido como clorofila. La clorofila esta empacada entre capas de proteína y lípidos, en cuerpos llamados grana. La función basca de los cloroplastos es atrapar la energía solar y utilizarla para formar carbohidratos. Los animales, incluyendo a los seres humanos, pueden usar esta energía cuando toman carbohidratos en su comida.

9. Distinga entre endergónico y exergónico.

endergónico, -a

I. De endo- + gr. ergon = energía.

exergónico, -a

I. Del gr. ex- + ergon = obra, energía + -ico.

10. Relacione las preguntas numero 6 y 9 con los procesos de fotosintesis y respiración.

Si se relaciona la pregunta 9, con los procesos de fotosíntesis y respiración, nos damos cuenta que la fotosíntesis es una reacción endergónica, y la respiración celular es una reacción exergónica.