1. Metabolismo celular.
1.1. -Es la suma de todos los cambios químicos que tienen lugar en la célula a fin de proporcionar energía y componentes básicos a los procesos esenciales de esta, incluso la síntesis de moléculas nuevas y la descomposición y eliminación de otras moléculas.
1.1.1. Reacciones celulares básicas: Aquellas reacciones en que sustancias simples se unen para formar sustancias más complejas se llaman reacciones anabólicas. Por ejemplo, las reacciones en las que la célula construye moléculas de proteínas son reacciones anabólicas. Otras reacciones son las reacciones catabólicas que son aquellas en las cuales sustancias complejas se degradan para convertirse en sustancias más simples. Las proteínas, los polisacáridos y otras moléculas se rompen en moléculas más sencillas mediante reacciones catabólicas. Los polisacáridos y las proteínas se sintetizan por la reacción de síntesis por deshidratación. El disacárido maltosa al agregarle agua se descompone en dos moléculas de glucosa. Mediante la hidrólisis, se degradan las moléculas grandes que se encuentran en las células vivas. Los hidratos de carbono, los lípidos y las proteínas se degradan por hidrólisis en moléculas más pequeñas y útiles.
1.1.1.1. El control de las reacciones celulares: Una reacción endergónica es una reacción química que necesita o utiliza energía. En las plantas, se necesita energía de la luz para producir alimento; por lo tanto, la producción de alimento en las plantas es una reacción endergónica. A una reacción que libera energía se conoce como una reacción exergónica. Muy a menudo, la energía se libera en forma de calor; en las células, las reacciones exergónicas suplen la energía para llevar a cabo las actividades de la célula.
1.1.1.1.1. Desnaturalización de las Proteínas: Es la ruptura de enlaces en las moléculas proteicas por efecto de la alta temperatura. Modelos de las enzimas: La forma y la estructura de una enzima determinan la reacción que puede catalizar. La enzima se une al sustrato para formar un complejo enzima-sustrato o E-S, de tal manera que la enzima y el sustrato se ajustan perfectamente. El lugar donde la enzima recibe al sustrato se le conoce como sitio activo. Cuando se forma el E-S, la energía de activación disminuye, esta energía de activación menor permite que la reacción ocurra más rápidamente que si no estuviese presente la enzima.
1.1.1.1.2. -Fuentes de Energía para las Células: La fuente principal de energía para los seres vivos es la glucosa. Las células usan esta energía para hacer trabajos como halar (las células musculares), transmitir impulsos (las células nerviosas), transportar nutrientes (las células de la raíz vegetal) y sintetizar proteínas y otros compuestos necesarios para la célula.
1.1.1.1.3. El ATP: Cuando las células degradan la glucosa se libera energía, esta liberación se realiza en una serie de pasos controlados por enzimas. La mayor parte de la energía que se libera se almacena en otro compuesto químico: el trifosfato de adenosina o ATP. La figura ilustra la estructura de la molécula compleja de ATP, la adenosina tiene dos partes: adenina y ribosa. La Adenosina va unida a tres grupos fosfato (cada uno posee un átomo de fósforo unido a cuatro átomos de oxígeno). Cuando una enzima separa el grupo fosfato terminal de una molécula de ATP, se libera una gran cantidad de energía que la célula utiliza. La molécula resultante es el difosfato de adenosina o ADP. La molécula de ATP puede representarse como A-P∼P∼P, (la A representa la adenosina y P representa el fosfato). La reacción mediante la cual el ATP forma ADP y P, además de proveerle energía útil a la célula puede escribirse en la forma siguiente. A-P∼P∼P -------> A-P∼P + P + energía-
1.1.1.1.4. -Respiración celular: En las células vivas, la glucosa se degrada y se libera energía, parte de esta energía se usa para sintetizar ATP. En la mayoría de las células, este proceso necesita oxígeno, la degradación de la glucosa mediante el uso del oxígeno o alguna otra sustancia inorgánica, se conoce como respiración celular. La respiración celular que necesita oxígeno se llama respiración aeróbica. En la respiración aeróbica, la degradación de glucosa comprende una serie de reacciones. Sin embargo, la reacción general se puede representar con la siguiente ecuación. Enzimas: C6H12O6 + 6O2 -------à 6CO2 + 6H2O + ATP (glucosa) (oxígeno) (bióxido) (agua) trifosfato de adenosina) La respiración anaeróbica se da en dos etapas: La glucólisis y el Ciclo del Ácido Cítrico o Ciclo de Krebs
1.1.1.1.5. Glucólisis: En la primera etapa, la glucosa se parte en dos moléculas de ácido pirúvico, el ácido pirúvico es un compuesto de tres carbonos, en esta reacción, se usan dos moléculas de ATP, pero se producen cuatro moléculas de ATP. El NAD se transforma en NADH. Producción neta de 2 ATP. La glucólisis ocurre en el citoplasma de la célula. Ciclo de Krebs: Cada molécula de ácido pirúvico se convierte en Acetil Coenzima A. Compuesto de dos carbonos. Que se une a un compuesto de cuatro carbonos hasta la degradación total de glucosa en CO2 y agua. La Fermentación: Es otra forma de degradar la glucosa utilizando sustancias orgánicas como aceptores finales de electrones. Se puede dar en dos tipos: La fermentación alcohólica en ella se obtiene alcohol etílico, bióxido de carbono y 2 ATP. C6H12O6 -------à 2CO2 + 2CH3 -CH2-OH (glucosa) (bióxido) (alcohol etílico) La fermentación láctica. En ella se obtiene ácido láctico + 2ATP C6H12O6+2ADP +2Pi -------à 2CH3-CH(OH)-COOH+ 2ATP -
2. Los seres vivos como sistemas abiertos.
2.1. Se denomina al sistema de recorte que hacemos de la realidad con la intención de estudiarla y comprender las relaciones que definen su funcionamiento.
2.1.1. Tipos de sistemas:
2.1.2. Sistemas abiertos: Son aquellos capaces de intercambiar materia y energía con el entorno, como por ejemplo , ocurre en una fogata.
2.1.3. Sistemas cerrados: Solo hay intercambio de energía, y no de materia, como en el caso de una ampolleta encendida.
2.1.4. Sistemas aislados: No hay intercambio de materia ni de energía, como en los termos.
2.2. La digestión se inicia en la boca, mucho antes de que los alimentos lleguen al estómago. Cuando los dientes desgarran los alimentos, la saliva los humedece para que nos resulte más fácil tragarlos. Una enzima digestiva de la saliva llamada amilasa empieza a descomponer algunos de los hidratos de carbono que contienen los alimentos antes de que abandonen la boca. La conducta de tragar , realizada por los movimientos de los músculos de la lengua y de la boca, desplaza los alimentos hasta la garganta, o faringe.
2.2.1. La faringe es una vía de paso tanto para los alimentos como para el aire. Desde la garganta, los alimentos descienden por un tubo muscular llamado esófago. Series de contracciones musculares que describen un movimiento ondulatorio, llamado peristaltismo, empujan los alimentos por el esófago hasta el estómago. Las personas normalmente no son conscientes de los movimientos del esófago, el estómago y el intestino, que tienen lugar cuando los alimentos pasan por el tubo digestivo.
2.2.2. Al final del esófago, un anillo muscular , llamado esfínter, permite que los alimentos entren en el estómago y luego se cierra para impedir que los alimentos y los líquidos vuelvan a entrar en el esófago. Los músculos del estómago remueven los alimentos y los mezclan con jugos digestivos que contienen ácidos y enzimas, lo que permite fragmentarlos en trozos mucho más pequeños y digeribles. Los alimentos no están listos para salir del estómago hasta que se han transformado en un líquido espeso llamado quimo. Entonces, el quimo pasa al intestino delgado, donde prosigue la digestión de los alimentos para que el cuerpo pueda absorber sus nutrientes, que pasarán al torrente sanguíneo.
2.2.3. -Estas enzimas y la bilis se transportan por unos canales especiales, llamados conductos, hasta el intestino delgado, donde ayudan a descomponer los alimentos. Desde el intestino delgado, los alimentos no digeridos pasan al intestino grueso a través de un anillo muscular o válvula que impide que los alimentos vuelvan a entrar en el intestino delgado. Cuando los alimentos llegan al intestino grueso, el proceso de absorción de nutrientes está casi completado. La principal función del intestino grueso consiste en eliminar el agua de la materia no digerida y formar los desechos sólidos (o caca) a excretar.
2.3. Todo sistema tiene una estructura definida y pueden observarse diferentes interacciones que consisten en intercambios y transformaciones de la materia y la energía dentro del mismo sistema y entre este y su medio. Al realizar un recorte se establece limites que pueden ser reales o imaginarios.
2.3.1. Los seres vivos somos sistemas abiertos, dado que para funcionar dependemos del intercambio de materia y energía. Este intercambio se produce con el ambiente, de donde los seres vivos adquieren toda la materia y energía que necesitan, para que posteriormente, en su interior se produzcan transformaciones mediante las que se obtienen materiales nuevos y se almacena la energía. Estos procesos permiten realizan diferentes actividades y crecer, y cómo consecuencia de las transformaciones se liberan desechos y calor al exterior y así, materia y energía son intercambiadas constantemente entre el ambiente y los seres vivos.