TALLER NIVELACION DE BIOLOGIA GRADO 8º SEGUNDO PERIODO Taller 19: Metabolismo Generalidades Todos los seres vivos realizan un constante intercambio de sustancias con el medio. Los materiales incorporados en el ser vivo, deben sufrir una serie de transformaciones o cambios para llegar a formar parte del protoplasma de las células, cumplir funciones específicas como el suministro de energía o almacenarse para luego ser utilizadas. El metabolismo comprende dos etapas: anabolismo y catabolismo. Anabolismo o asimilación: Es la etapa que comprende los procesos de construcción, mediante los cuales el organismo sintetiza nuevo protoplasma para reparar el gastado, o elabora sustancias que al ser descompuestas le suministran la energía necesaria para cumplir con todas las funciones vitales. Catabolismo o desasimilación: Es la etapa que comprende el proceso de destrucción y utilización de las sustancias asimiladas. Gracias al catabolismo es posible aprovechar la energía almacenada en los alimentos. Existen dos clases de metabolismo: energético y plástico. Metabolismo energético: comprende las transformaciones o cambios que sufren las sustancias incorporadas por los seres vivos, tendientes a la producción y aprovechamiento de la energía. Está relacionado con procesos como la respiración y la fotosíntesis. Todos los seres vivos somos sistemas abiertos porque perdemos energía constantemente y la recuperamos a través de los alimentos. Las fuentes más importantes que suministran energía a los seres vivos son la luz solar, las sustancias inorgánicas y las sustancias orgánicas. Los seres vivos que utilizan luz solar son las plantas, algunas bacterias como las algas verde azules (cianofíceas) y algunos protistas como algas, euglenas y diatomeas. Estos organismos reciben el nombre de fotosintetizadores. Los organismos que toman energía de las sustancias inorgánicas se denominan quimiosintetizadores. Ellos utilizan sustancias como amoniaco (NH3), ácido sulhídrico (H2S) y anhídrido sulfuroso (SO2) entre otras. Por acción de enzimas, estas sustancias se descomponen dando subproductos y liberando energía, la cual es utilizada para producir materia orgánica de la misma manera como ocurre en la fase oscura de la fotosíntesis. Los organismos que toman energía de las sustancias orgánicas son los animales, los protistas con algunas excepciones y algunas bacterias. Estas sustancias son transformadas por digestión, asimiladas y luego su energía es aprovechada gracias a la respiración como en todos los seres vivos. Se ha comprobado que las células de todos los organismos contienen adenosín difosfato (ADP) y adenosín trifosfato (ATP). Estas son las moléculas almacenadoras y transportadoras de energía. El ADP es un ribonucleótido. Está formado por adenosina y dos grupos fosfato (PO4)-3. La adenosina a su vez, está formada por una base nitrogenada llamada adenina y por un azúcar llamado ribosa. Los enlaces entre grupos fosfato son ricos en energía. El ATP se diferencia del ADP en poseer tres grupos fosfato. En las células se puede encontrar además, adenosín monofosfato (AMP) con un grupo fosfato y grupos fosfato libres. Cuando la energía es liberada por el proceso de respiración, el AMP se une a un grupo fosfato para formar ADP y si hay suficiente energía, este se unirá con otro grupo fosfato para formar ATP. Esta última sustancia puede considerarse como una batería de máxima energía en la célula y es necesaria en todo proceso metabólico. Al ceder su energía, el ATP se descompone en ADP o AMP reiniciando de nuevo su construcción. Metabolismo Plástico: comprende las transformaciones o cambios que sufren las sustancias incorporadas por los seres vivos, para llegar a formar parte del protoplasma de las células y responder a su continuo desgaste. Aquí son más claras las etapas de asimilación y desasimilación. Entre la síntesis y la destrucción del protoplasma, debe existir un equilibrio que garantice el mantenimiento y conservación de la vida. En un organismo joven caracterizado por el crecimiento, es lógico que el anabolismo sea mayor que el catabolismo. En el organismo adulto los dos procesos se igualan y en la etapa final de la vida, el catabolismo supera al anabolismo. Las sustancias que influyen más en el metabolismo plástico son proteínas, lípidos y carbohidratos. Metabolismo de las proteínas Las proteínas suministran el 12% de las calorías de la ración nutritiva promedio. Los alimentos de naturaleza proteica se hidrolizan en el tracto intestinal para dar aminoácidos, los cuales se absorben y pasan a la sangre para ser transportados a los tejidos, en donde una cantidad se emplea para sintetizar nuevas proteínas que se utilizan para el desarrollo del organismo o para reemplazar las que han sido desintegradas. Los aminoácidos que no se utilizan en este propósito, son sometidos a la degradación para ser utilizados en la producción de energía o para ser transformados en grasa. La síntesis de una proteína específica requiere de sus propios aminoácidos y en proporciones definidas. Los aminoácidos esenciales deben ser suministrados en la dieta. La síntesis de proteínas es dirigida por el código genético (ADN) el cual contiene la información requerida, y es realizada por el ARN mensajero, ribosomal y de transferencia en los ribosomas del citoplasma y del retículo endoplasmático rugoso de todas las células. Metabolismo de los lípidos Los lípidos suministran el 40% de las calorías de la ración nutritiva promedio. En los lípidos ingeridos se incluyen las vitaminas liposolubles y los que aportan ácidos grasos esenciales. En el intestino, los lípidos son emulsionados por las sales biliares, de manera que se pueden hidrolizar, a ácidos grasos y glicerina, por acción de enzimas llamadas lipasas producidas por el páncreas. Los productos de la hidrólisis, son absorbidos por las membranas de las células que recubren el intestino, pasan al sistema linfático y posteriormente a la sangre. Durante el transporte puede darse la recombinación para formar nuevamente triglicéridos. Los fosfolípidos pueden absorberse parcialmente hidrolizados. El colesterol se esterifica y se absorbe como éster. Los lípidos pueden unirse a proteínas formando lipoproteínas, pueden integrar la porción de lípidos de la sangre, pueden usarse como fuente de energía o pueden hacer parte del tejido adiposo además de cumplir otras funciones estructurales. Metabolismo de los carbohidratos Los carbohidratos son importantes porque constituyen la principal fuente de energía, aproximadamente el 50%. En los organismos heterótrofos solo se da la degradación (catabolismo). Todos los carbohidratos se reducen a monosacáridos, son absorbidos por la pared intestinal y pasan a la sangre. Luego pasan a las células en donde pueden almacenarse transitoriamente o degradarse para producir energía durante la respiración. En organismos autótrofos, la fotosíntesis y otros procesos similares, convierten anhídrido (CO2) carbónico y agua (H2O) en carbohidratos y oxígeno (O2). En ellos, los carbohidratos son fundamentales para la construcción de estructuras corporales. Metabolismo celular Las diversas reacciones metabólicas se realizan en estructuras especializadas dentro de cada célula y son reguladas por acción enzimática. En la parte soluble del citoplasma ocurre: La glucólisis que consiste en la degradación de la glucosa hasta ácido pirúvico; la fermentación o degradación de los carbohidratos hasta ácido láctico en células animales o hasta alcohol etílico en bacterias y células de algunos hongos; En las mitocondrias ocurre la oxidación o combustión del ácido pirúvico y algunos derivados de lípidos y aminoácidos. En los ribosomas del citoplasma y del retículo endoplasmático rugoso ocurre la síntesis de proteínas. En el retículo endoplasmático liso y en la parte soluble del citoplasma se realiza la síntesis de los lípidos En el núcleo se realiza la síntesis de ADN y ARN En los cloroplastos ocurre la fotosíntesis. Actividad: Copie las preguntas con sus opciones y luego marque con x la respuesta correcta. 1. Anabolismo es sinónimo de: D. Un alga 6. El tipo de célula que puede realizar fermentación láctica es: A. Respiración A. Vegetal B. Fotosíntesis B. Animal C. Asimilación C. Bacterial D. Secreción D. Viral 2. La fuente de energía de la cual dependen las abejas 7. El protisto que puede realizar fotosíntesis es: es: A. Un alga A. Luz solar B. Una lombriz B. Sustancias orgánicas C. Un champiñón C. Sustancias inorgánicas D. Una lechuga D. Sustancias radiactivas 3. La molécula que se degrada durante el metabolismo 8. Las reacciones químicas que se realizan en el interior de las células son: energético es: A. Enzimáticas A. Almidón B. Inorgánicas B. Sacarosa C. Muy rápidas C. Maltosa D. Destructoras D. Glucosa 4. En la célula, el almacenamiento y transporte de 9. La fotosíntesis se realiza en: A. Ribosomas energía lo realiza: B. Mitocondrias A. La glucosa C. Cloroplastos B. El ATP D. Lisosomas C. El ADP D. El ATP y el ADP 5. Un quimiosintetizador puede ser: 10. Es una clase de metabolismo: A. Anabolismo B. Desasimilación A. Una bacteria C. Energético B. Un cangrejo D. Biodegradable C. Una planta de maíz E. Complete las siguientes afirmaciones. 11. La energía liberada cuando el ATP se transforma en --- es utilizada por la célula para realizar ------- ---------12. En un organismo joven normal, el anabolismo es ----- que el catabolismo 13. La glucólisis es el proceso de degradación de la ------- hasta ----- ------14. La fermentación causada por --------- da como productos CO2 y ------- ------15. Relacione con líneas los orgánulos de la columna A con las funciones en la columna B Columna A Columna B 1-Mitocondrias a-Realiza la síntesis de proteínas 2-Ribosomas b-Realiza la síntesis de lípidos 3-Núcleo c-Realiza la síntesis de ácidos nucleícos 4-Retículo endoplasmático liso d-Realiza la glucólisis y la fermentación 5-Citoplasma e-Realiza la oxidación del ácido pirúvico y derivados de lípidos y aminoácidos. 16. Defina: a. El metabolismo b. Las etapas del metabolismo c. Las clases de metabolismo 17. Defina las posibles fuentes de energía de los seres vivos 18. Nombre las sustancias que almacenan y transportan energía en las células 19. Haga un resumen acerca de el metabolismo de proteínas, lípidos y carbohidratos