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Biología. Curso de acceso
Tema VI. Los seres vivos y la energía
Autótrofos: aprovechan la energía química o lumínica para
transformar moléculas sencillas (CO2, H2O, NH3) en moléculas
orgánicas complejas
Organismos
Heterótrofos: Obtienen energía a partir de las moléculas
sintetizadas por los autótrofos
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Nutrición: Proceso biológico por el cual los seres vivos utilizan, transforman e
incorporan a sus estructuras una serie de sustancias (nutrientes) que
obtienen del medio.
Aporte de energía
Objetivos de la nutrición
Aporte de materia prima para la construcción
de nuevas estructuras
Aporte de sustancias necesarias para la
regulación de los procesos metabólicos
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Organismos Autótrofos
O2
Luz solar
Almidón
CO2
Glucosa (C6H12O6)
H2O
Etc…
Fotosíntesis
Cloroplastos
Organismos Heterotrofos
Glucosa
CO2
H2O
O2
Almidón
Etc..
Celulosa
Respiración celular
Mitocondrias
Degradación de
macromoléculas y
obtención de energía
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Comparación entre fotosíntesis y respiración celular
Fotosíntesis
Respiración
Materia Prima
CO2, H2O, Luz
Glucosa
Subproducto
O2
CO2, H2O
Producto
Glucosa
ATP (Energía)
Balance
energético
Negativo (Gasto de
energía)
Positivo (Ganancia
de energía)
Células implicadas
Células con clorofila
(vegetales)
Todas las células
(Animales y
vegetales)
Lugar donde se
realiza
Cloroplasto
Mitocondria
Las reacciones de fotosíntesis y respiración celular son reacciones de tipo redox
(oxidación-reducción): unas moléculas se destruyen para formarse otras, y la
energía que unos enlaces contienen pasa a formar parte de otros enlaces.
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Oxidación: reacción de pérdida de electrones
Ej:
H
H+
Reducción: reacción de ganancia de electrones
Ej:
O
O
Las reacciones de oxidación y reducción son simultáneas: un
átomo gana los electrones que otro pierde (ej, formación de la
molécula de agua)
O
+
2 H+
O
H
H
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Tipos de Nutrientes (3 criterios de clasificación)
Nutrientes orgánicos
- Por composición
Carbohidratos
Lípidos
Proteínas
Vitaminas
Agua
Nutrientes inorgánicos
Elementos minerales
Energéticos
- Por función
Plásticos
Reguladores
Animal
- Por origen
Vegetal
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Carbohidratos
Los más importantes desde el punto de vista energético
Se forman en las hojas verdes de las plantas (a partir de CO2,
luz e hidratos de carbono)
Los no aprovechados: se acumulan en frutos, raíces, semillas
y tubérculos.
Monosacáridos : ribosa (pentosa), glucosa, fructosa (hexosas)
Tipos
Energéticos: Almidón (vegetales) y glucógeno (animales)
Polisacáridos:
Estructurales: Celulosa (animales)
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Carbohidratos aprovechables: Almidón y azúcares solubles
(pueden ser utilizados y aprovechados por el organismo humano).
Carbohidratos no aprovechables
Forman parte de paredes celulares
Difícilmente digeribles ( lignina, pectina, gomas, mucílagos, agar
(algas)…)
Fibra: engloba varias moléculas de origen vegetal (celulosa,
lignina) no digeribles. Importante su presencia en la dieta (tránsito
intestinal).
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Lípidos
Grupo heterogéneo de sustancias solubles en disolventes
orgánicos e insolubles en agua
Algunos son imprescindibles en la dieta (algunos a. grasos
insaturados no pueden ser sintetizados por el hombre).
Ácidos grasos insaturados: en vegetales y animales de
sangre fría.
Ácidos grasos saturados: en animales de sangre caliente
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Proteínas
12 de ellos pueden ser sintetizados por el hombre
20 aminoácidos
8 no pueden ser sintetizados (aminoácidos esenciales: lisina,
triptófano, valina, isoleucina, leucina, treonina, metionina y
fenilalanina)
Necesario combinar alimentos que incorporen los 8 aminoácidos
esenciales
Proteínas animales: más completasmayor valor nutritivo que las
proteínas vegetales.
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Vitaminas
Nutrientes funcionales (cofactores en muchas
reacciones propias del organismo).
Necesario incorporarlas en la dieta.
Hidrosolubles: solubles en agua (vit. B1, B2, B6, B12)
Liposolubles: solubles en disolventes orgánicos (A, D, E, K)
Exceso de vitaminas liposolubles: puede ser tóxico para el
ser humano.
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Nutrientes inorgánicos
-Agua
-Elementos minerales
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Agua
40% Agua intracelular
50-60% del ser humano
20% Agua extracelular
5% plasma
15% agua intersticial
(linfa, líquido
cefalorraquídeo, …)
Balance Hídrico: ha de estar equilibrado
Aporte
Bebida
Alimentos ricos en agua (fruta,
verdura)
Metabolismo de grasas, carbohidratos y
proteínas
Orina
Sudor
Heces
Vómito
Pérdidas
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Elementos minerales
90 Elementos
11: microelementos (C, H, O, N, P, S, Ca, Cl, K, Na,
26 esenciales Mg)
15: micronutrientes (Fe, Zn, …)
Resto-no esenciales
Minerales esenciales: ingesta mínima
recomendable de unos 10 mg/día
Minerales no esenciales: ingesta recomendable
inferior a 10 mg/día
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Elementos minerales
Ca2+
Fe2+
Tej. Óseo
Fx sinápticas
Motilidad muscular
Coagulación
Permeabilidad membranas
Grupo hemo (hemoglobina)
Ferritina (médula ósea y bazo)
P
ATP
Fosfolípidos
Regula la presión osmótica
Na+
S
I
En tejido muscular (activa la
fosfatasa en la contracción
muscular.
Metionina
Cisteína
Cistina
Glándula tiroides
(Tiroxinaregula velocidad de
actv metabólica.
Mantiene el equilibrio ácido base
Importante en transmisión del
impulso nervioso
En esqueleto
Mg2+
Constituye proteïnas en la
membrana celular:
ADN, ARN…
Regula la presión osmótica
K+
Metabolismo de glucosa y
síntesis de glucógeno
Transmisión de impulso nervioso
Crec. de huesos y cartílago
Mn2+
Cofactor enzimas del metabolismo
Cu2+ En la molécula de hemoglobina
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Otras clasificaciones de alimentos
Cubren necesidades energéticas
Metabolismo basal: necesidad
energética mínima en reposo
Alimentos energéticos
Actividad física
Termogénesis: gasto energético que
produce el metabolismo.
Por su función
Alimentos plásticos
Alimentos reguladores
Reposición de estructuras celulares
Favorecen reacciones metabólicas
Cuanto mayor sea el metabolismo basal, la actividad física, o la termogénesis,
mayor va a ser la necesidad energética de un individuo.
Por su origen, el alimento puede ser de origen ANIMAL o VEGETAL
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PROCESOS DIGESTIVOS EN EL HOMBRE
Digestión: proceso por el que los alimentos son triturados,
disgregados y disociados para la extracción y absorción de los
nutrientes por parte de las células
Mecánica: boca, esófago,
estómago, intestino
Digestión
Enzimática:
boca, estómago
Tubo digestivo: conjunto de órganos y
glándulas anejas especializados en la
digestión y absorción de los nutrientes.
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BOCA
Digestión mecánica: por acción de los músculos de las
mandíbulas y las piezas dentales.
Digestión enzimática: por acción de la enzima hidrolítica
amilasa (presente en la saliva)
Lubricación: la saliva contiene mucus, que contribuye a
mezclar y lubricar el alimento previamente a su paso al
estómago.
Secreción de saliva: controlada por el sistema nervioso autónomo
ESÓFAGO
Digestión mecánica: por acción de los músculos de las
paredes del esófago.
Movimientos peristálticos: contribuyen al avance del bolo
alimenticio hacia el estómago.
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ESTÓMAGO
Cardias: esfínter que regula la entrada del bolo alimenticio al estómago.
Pared estomacal: revestida de células epiteliales, que segregan el jugo gástrico.
Ácido clorhídrico (HCl): digestión ácida del alimento
Jugo gástrico
Mucus (polisacárido): protege las células del epitelio de la
acción del HCl
Pepsinógeno: precursor de la enzima digestiva pepsina.
Pepsinógeno
Pepsina
Actv.
proteolítica
HCl
Actividad estomacal: regulada por sistema nervioso y endocrino
Células del epitelio estomacal: segregan hormona gastrina en presencia de
alimentose estimula la producción de jugo gástrico.
Movimientos peristálticos: se combinan con la acción enzimática para la digestión
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INTESTINO DELGADO
Duodeno
Partes intestino delgado
Yeyuno
Íleon
Absorción de los nutrientes (vellosidades intestinales)
Procesos químicos del
intestino delgado
Digestión química:
-Por enzimas del jugo intestinal
-Por enzimas del jugo pancreático (neutraliza jugo
gástrico
-Por la bilis hepática (emulsión de las grasas)
Glicerina
ABSORCIÓN
Triglicérido
EMULSIÓN
3X a. grasos
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INTESTINO DELGADO
Regulación de actividad digestiva: sistema nervioso autónomo
. Secretina: liberada por el duodeno, estimula producción de jugo pancreático.
-Colecistoquinina: en presencia de grasas, estimula liberación de enzimas
pancreáticos y vaciado de vesícula biliar.
-Peristaltismo: inducido por sistema nervioso autónomo.
ABSORCIÓN
Los nutrientes son absorbidos en las vellosidades de la cara interna del intestino
delgado.
Pasan a la sangre, y de ahí van a la vena porta y al hígado.
Monosacáridos, ácidos grasos y aminoácidos: absorbidos por difusión simple
Oligopéptidos: absorbidos por transporte activo.
A. Grasos grandes y colesterol: transportados quilomicrones y LDLs
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HÍGADO
En el hígado los nutrientes son sometidos a transformaciones metabólicas intensas,
y los productos de este metabolismo son devueltos al torrente sanguíneo.
Monosacáridos
Aminoácidos
(exceso)
Grasas
Almacenada en adipocitos
Glucógeno
Se almacena en el hígado.
Reservorio de glucosa.
Glucosa
Procesamiento
Aprovechamiento por otras
células
Degradación
Urea
Aminoácidos
Excreción
Insulina (páncreas): absorción de glucosa
Regulación metabolismo de
glucosa
Glucagón (páncreas): liberación de glucosa
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HÍGADO
Otras funciones del hígado:
-Detoxificación (alcohol, …)
-Síntesis de proteínas plasmáticas
-Síntesis de lipoproteínas plasmáticas (LDLs y HDLs (transporte de
colesterol y grasas en sangre))
-Producción de bilis hepática (emulsión de las grasas).
-Degradación de bilirrubina.
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INTESTINO GRUESO
Continúa la absorción de agua, sodio y sales minerales
Reabsorción de agua en el intestino grueso: imprescindible para el
equilibrio hídrico.
Bacterias simbióticas: degradan parte de sustancias alimenticias no
digeridas ni absorbidas en el intestino delgado.
Resto: excreción. Fibra: compuesta por sustancias no digeridas, favorece
el movimiento peristáltico de las heces hasta su expulsión.