¿Cuál es la constitución elemental de la materia?




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Los organismos pueden ser de dos tipos:
HETEROTRÓFOS (los animales, también los hongos).
No son capaces de fabricar su alimento. Los animales comen otros seres vivos (es decir polímeros, que son moléculas orgánicas, que son los nutrientes de un organismo heterótrofo), mientras que las plantas toman moléculas inorgánicas.
La nutrición de estos organismos tiene distintas fases:
El aparato digestivo es el que se encarga de la digestión y consta de un tubo, boca, faringe, esófago, intestino delgado y grueso, y recto. También tiene glándulas digestivas, que no están separadas del tubo, sino que están pegadas en las paredes.
La digestión comienza con un proceso llamado ingestión, que consiste en introducir los alimentos dentro del cuerpo y con los dientes se disminuye el tamaño de los polímeros, es lo que llamamos digestión física (transformación física). De esta manera el alimento solo se transforma de forma física y los alimentos tienen los mismos componentes.

Depende del alimento que tomemos predominará un polímero constituyente (lípidos, hidratos de carbono…).

La segunda parte de la digestión física es mezclar los polímeros con agua, dependiendo del polímero se formará una disolución (proteínas, polisacáridos) éstos se mezclan bien, existen otros polímeros que se mezclan con dificultad y es lo que llamamos emulsión, como por ejemplo los lípidos.
Después se da la digestión química, el alimento cambia sus moléculas (los polisacáridos), es decir transforma sus polímeros en monómeros (los rompe), los jugos digestivos son los que rompen los polímeros, es decir accionan como tijeras. Cualquiera de los polímeros se convierte en sus monómeros constituyentes. Comienza a darse realmente en el estómago.
La absorción es el paso de los monómeros del tubo digestivo al torrente sanguíneo, para ello traspasará la pared del tubo digestivo y la del capilar. Es decir es el trasvase de los monómeros del tubo digestivo al aparato circulatorio y tienen lugar en la primera parte del intestino delgado. Pero además cuando llega a la célula a través del torrente sanguíneo debe a su vez traspasar la membrana plasmática de la célula. La digestión química que trasforma los polímeros en monómeros, tiene la justificación de que los primeros son demasiado grandes para traspasar las paredes de los diferentes elementos y llegar a las células. Por ello se trasforma en monómeros que son moléculas más pequeñas y sencillas.
En la egestión se eliminan moléculas que se conocen con el nombre de heces fecales y no tienen nada que ver con los desechos. Las moléculas que llegan al intestino grueso y que no las hemos podido absorber, no tiene poder alimenticio. La mayor parte de la egestión tiene lugar en el intestino grueso (el tránsito intestinal y el faxo).

La celulosa o fibra vegetal ocupa bastante volumen, todo el tubo digestivo tiene la capacidad de contraerse y dilatarse.

Si el contenido del intestino es pequeño las contracciones son pequeñas, por lo tanto tiene un avance menor y absorbe más agua y esto es peor. El estreñimiento prolongado produce cáncer de Colon.

Si el contenido del intestino es mayor las contracciones son mayores y el avance es más rápido. La ingesta de alimentos vegetales y el ejercicio aumenta la movilidad del tubo digestivo y por tanto hacen más rápido el transito intestinal.
En el intestino grueso también tienen lugar la absorción de agua. La recuperación del agua es importante, cuando falla se produce la diarrea, puede provocar incluso la deshidratación.
La fotosíntesis y la digestión llevan al mismo destino, es decir los monómeros, pero no tienen nada que ver porque parten de sustancias diferentes.
AUTÓTROFOS (plantas, algas y bacterias)
Los organismos autótrofos son los únicos que pueden transformar las moléculas orgánicas en inorgánicas. A estos organismos se les llama en la cadena alimenticia productores, porque son los únicos que pueden realizar esta función. Las plantas constituyen sus propios esqueletos carbonados para ellos y para el resto de los seres vivos. Los productores acuáticos son las algas.

Las plantas incorporan del exterior: agua, sales minerales y CO2 son moléculas inorgánicas y los nutrientes del organismo. A través de la fotosíntesis, el agua, las sales minerales y el CO2 se transforman en moléculas orgánicas (monómeros), en este proceso contribuyen una serie de pigmentos, principalmente la clorofila.

Las plantas toman del exterior:

  • Moléculas inorgánicas (agua, sales minerales) por la raíz.

  • Moléculas inorgánicas (CO2) por las hojas.

  • Además toma de otro lado diferente la energía del sol.



Fotosíntesis
Luz

CO2 + H2O C6 + H12 + O6 + 6O2

Clorofila
Esta mezcla se transforma en el interior de la hoja dando lugar a monómeros. Obtiene glucosa (molécula orgánica) que se lo queda la planta porque lo necesita, pero también obtiene oxígeno y a la planta no la sirve y lo desecha.

En la fotosíntesis no solo se puede obtener glucosa, sino cualquier monosacárido, depende del número de carbonos. También se puede formar cualquier otro esqueleto, por ejemplo el de un ácido graso.

Las plantas también necesitan fosfatos y nitratos, éstos últimos son moléculas inorgánicas, es una sal. Los fosfatos son monómeros.

Son los únicos organismos que pueden crear esqueletos carbonados a partir de moléculas inorgánicas las cuales no tienen esqueleto carbonado.

Es una transformación química de moléculas inorgánicas en orgánicas, de energía solar (lumínica) a energía química en los enlaces de las moléculas orgánicas.

La planta reserva el hidrógeno y desecha el oxígeno, el oxígeno produce moléculas de agua que se van a desprender en la fotosíntesis. La planta se queda con H y CO que va a dar lugar al esqueleto carbonado, es decir a la molécula orgánica, en este caso la glucosa.

(Fotolisis del agua: la molécula de agua se rompe).
En primaria se dice que la sabia bruta (agua, sales minerales y CO2) pasan los polímeros que se transforma en monómeros y es lo que llamamos sabia elaborada. La clorofila es un pigmento que transforma las distintas energías, se encuentra en los cloroplastos de algunos vegetales, pero no en todos.
Continuación del esquema anterior



Cuando ya tenemos los monómeros, parte de ellos van por los floemas. El floema es un tejido especializado en la conducción de sustancias nutritivas desde su lugar de elaboración hasta las demás partes de la planta, incluida la raíz, donde pueden almacenarse. Son necesarios para repartir los monómeros por todas las células de las planta.

Es de crucial importancia para llevar alimento a las células que no pueden realizar la fotosíntesis (por ejemplo las que conforman las raíces).

El floema comprende los vasos o tubos cribosos, células anexas o adjuntas, fibras liberianas y parénquima liberiano o del liber.

El movimiento de nutrientes dentro del floema, el de sacarosa principalmente, es unidireccional y más lento, sólo alcanza los 2,5 cm. por minuto. Posteriormente serán almacenados en frutos, semillas o incluso en la raíz.

La mezcla de savia bruta y dióxido de carbono se convierte en savia elaborada, que es el alimento de la planta.
Resumen:


Los vegetales absorben por la raíz el agua y las sales minerales que hay en la tierra. Estas sustancias forman lo que se llama savia bruta.  La savia bruta sube por el tallo hasta llegar a las hojas.

En las hojas, los productos resultantes de la fotosíntesis, sufren una serie de reacciones y dan lugar a la savia elaborada.

La savia elaborada circula por toda la planta, sirviendo de alimento a la planta y, además,  se almacena como reserva (almidón).

El silema es un tejido conduce agua y sales minerales de las raíces hacia las

La localización de la fotosíntesis hace necesaria la existencia de conductos.
Los monómeros van a llegar a todas las células de las plantas. Dentro de las células se pueden producir dos transformaciones como respiración celular y síntesis.
El dióxido de carbono, agua y sales minerales que son moléculas inorgánicas, conforman la savia bruta; estos se convierten en savia elaborada gracias a la energía lumínica, y se convierten en monómeros y moléculas orgánicas. Todos ello se convierte en energía química.





La respiración celular


Cuando ya tenemos los monómeros en las células, tanto en los organismos heterótrofos como en los autótrofos, llegamos a la respiración celular, que es un proceso químico (oxidación) y se produce dentro de la célula, en la mitocondria.
Las moléculas orgánicas se rompen en monómeros poco a poco, por lo que la energía se produce de manera escalonada, al contrario que las reacciones de oxidación combustión.
La glucosa es el monómero más importante en la respiración celular, pero no el único. Necesitamos otra molécula, el oxígeno, que se obtiene del exterior y lo adquirimos de la respiración física/mecánica. Los productos de la respiración celular que no son útiles para el organismo se les llaman desechos. La expulsión de productos de desecho al exterior se denomina excreción.
Los desechos nitrogenados son tóxicos, por ello se expulsan fuera de la célula y del ser humano, se hace mediante la orina.
En las plantas, sus células y su cuerpo es menos compacto, por tanto cada célula tiene contacto directo con el exterior, por lo que no necesitan ningún aparato que se ocupe de ello.
Puesto que no se mueven, tiene menos necesidades energéticas por lo que los productos de desechos son menores, así que los almacenan. Como la planta se renueva se cae también con ella el nitrógeno (cuando cae una capa de corteza, una hoja…)
Las heces fecales y los desechos son cosas diferentes.
La célula solo puede utilizar la energía química y además un único tipo de enlace, el ATP (molécula orgánica) y es la energía útil para la célula. La ATP es la única energía útil porque es la única de todas las que produce el cuerpo, que puede aprovechar la célula.

C6 H12 O6 + O2  CO2 + H2O + E (ATP)

Comparación entre fotosíntesis y respiración celular:


FOTOSÍNTESIS

RESPIRACIÓN CELULAR

Utiliza las moléculas inorgánicas como reactivos

Produce moléculas inorgánicas como resultado de la reacción y no como reactivo.

Anabólica

Metabólica

Ocurren solo las 12horas del día iluminado, porque necesita luz, energía lumínica.

Ocurren las 24horas del día porque no depende de la energía lumínica.

Se da en los cloroplastos

Se da en las mitocondrias.

Las moléculas inorgánicas se transforma en orgánicas (monómeros)

Las moléculas orgánicas (monómeros) se transforman en moléculas inorgánicas.

Reacción química que ocurre en los seres vivos.

=

Energía lumínica en energía química

Energía química de los enlaces (monómeros en energía química de ATP)

Se da sólo en las plantas.

Se da en los dos.


Las plantas por la noche, como necesitan la respiración celular y no la fotosíntesis, expulsan CO2 y absorben O2, pero no lo consumen en cantidad suficiente como para presentar un problema para el ser humano, porque sino no podríamos dormir con nadie, ni estar dos o más seres humanos en la misma habitación.



Síntesis


Es también una transformación química porque pasa de ser monómeros a ser polímeros, se llama también polimerización. Por tanto en la síntesis, se juntan monómeros para formar polímeros. En la síntesis ocurre el proceso contrario a la digestión.



¿Es lo mismo nutrición que alimentación?
La alimentación es únicamente la ingestión de alimentos, y la nutrición es un proceso más amplio que conlleva más procesos, de hecho la nutrición no siempre conlleva alimentación, porque las plantas no hacen ingestión de alimentos, pero si se nutren.

Los animales se nutren de otros animales o plantas y estas en cambio fabrican su propio alimento. Así, los animales no fabrican sus propios monómeros, sino que los obtienen de los polímeros de otros seres. Las plantas crean sus propios monómeros.

No es lo mismo nutrientes que alimento: el alimento es un tipo de nutriente, son moléculas orgánicas. Los nutrientes están relacionados con el exterior.
¿Qué es el anabolismo y el catabolismo?
Anabolismo: reacción que ocurre en el interior de los autótrofos y que supone la construcción de moléculas más simples en moléculas más complejas. Ej: la fotosíntesis.

Catabolismo: El proceso contrario al anabolismo y que ocurre en los heterótrofos. Ej: Digestión y respiración.
¿Cuántos procesos químicos se dan en la nutrición, tanto en los organismos heterótrofos como en los autótrofos?
Digestión, fotosíntesis, respiración celular y síntesis. En todos ellos además se producen reacciones dentro de los mismos que tienen la característica de ser reacciones encadenadas que no ocurren espontáneamente, sino gracias a las enzimas que son proteínas, por tanto polímeros. Son catalizadores biológicos.

Las enzimas son específicas de cada reacción, hay tantas enzimas como reacciones químicas.

Las enzimas necesitan la respiración celular y se producen gracias a la síntesis.
El metabolismo implica también cambios físicos como la digestión, respiración mecánica, distribución y excreción. Los cambios químicos dependen de los físicos.
¿Conocemos alguna reacción química de la que todos los días tengamos contacto con ella diariamente?
METABOLISMO = ANABOLISMO + CATABOLISMO.
Cadena alimenticia o alimentaria
Los productores son los que realmente fabrican moléculas orgánicas, los consumidores solo modifican unas en otras. Los descomponedores por su parte cierran el ciclo de la alimentación y se encargan de que las moléculas orgánicas que se quedan encerrados en él se conviertan en agua, dióxido de carbono y sales minerales, para comenzar de nuevo el ciclo. Además con su respiración celular pasan las moléculas orgánicas a inorgánicas, son los únicos que pueden hacer esta función inversa a la de los productores.

A medida que avanzamos en la cadena alimenticia los consumidores disminuyen, es decir, tiene una relación cuantitativa.
Agua, dióxido de carbono y sales mineralesplantas consumidores primarios (herbívoros)consumidores secundarios descomponedores agua, dióxido de carbono, sales minerales…
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