Serie Aprendo y enseño/Ciencias Naturales/Organización celular/Tema 3. Procesos metabólicos a nivel celular

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Indicador de logro

Describe la estructura y funciones de los procesos metabólicos de la célula.

1. Lea la información y realice las actividades.

Centrales eléctricas celulares

Tanto los cloroplastos como las mitocondrias participan en los procesos de conversión de energía dentro de la célula.

Las mitocondrias convierten la energía química almacenada en los alimentos en una forma más apropiada para que la célula los use.

¿Qué tipo de célula (vegetal o animal) se muestra en la micrografía? ¿Cómo lo sabe?

Los cloroplastos, que se encuentran en plantas y otros organismos como las algas, convierten la energía solar en energía química que se almacena como alimento.

2. Compare y contraste.

• Busque la definición de “autótrofo” y “heterótrofo”. Luego realice las actividades.
• Escriba una diferencia y una similitud de los autótrofos y heterótrofos.
• Piense cómo obtienen energía, e incluya dos ejemplos de cada uno.

	Diferencia	Similitud	Ejemplos
Autótrofo
Heterótrofo

Desarrollo

Nuevos aprendizajes

La energía y la vida

La energía es la capacidad para trabajar. Los seres vivos también usan combustibles químicos. Uno de los compuestos más importantes que usan las células para almacenar y liberar energía es el trifosfato de adenosina. Se abrevia ATP y es como una batería cargada. Cuando un grupo fosfato se agrega a una molécula de adenosín difosfato ADP, se produce ATP. El ADP contiene algo de energía, pero no tanta como el ATP. De esta manera el ADP es como una batería parcialmente cargada que puede cargarse por completo gracias a una adición de un grupo fosfato.

Analogía

Explique la diferencia entre los rayos de la luz producida por la linterna “alimentada” por ADP y la linterna “alimentada” por ATP.

El ATP puede liberar y almacenar energía con facilidad al descomponer y volver a formar los enlaces entre sus grupos fosfatos. Esta característica del ATP lo hace excepcionalmente útil como una fuente de energía básica para todas las células.

El metabolismo celular está relacionado con la obtención y uso de ATP con reacciones de tipo:

Fotosíntesis

Usa la energía de la luz solar para convertir agua y dióxido de carbono (reactivos) en azúcares de lata energía y oxigeno (productos). Estas reacciones tienen lugar en los cloroplastos.

La reacción general para la fotosíntesis se demuestra de la siguiente forma:

Dióxido de carbono	+	Agua	Luz →	Azúcares	+	Oxígeno
Con símbolos:
6 CO2	+	6 H2O	Luz →	C6H12O6	+	6O2

La primera reacción usa energía de la luz solar para producir compuestos ricos en energía como el ATP. Se requiere agua en estas reacciones como fuente de electrones e iones hidrógeno. El oxígeno se libera como un producto secundario.

Las plantas absorben dióxido de carbono de la atmósfera y completan el proceso de la fotosíntesis por medio de un ciclo llamado de Calvin, produciendo azúcares que contienen carbono y otros hidratos de carbono.

• Observe la planta y complete las oraciones con las palabras “absorbe” o “produce”. Puede hacerlo en el cuaderno.

La luz del sol se

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El dióxido de carbono (CO₂) se

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El agua (H₂O) se

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Las azúcares se

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El oxígeno (O₂) se

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• Complete el siguiente organizador.

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Respiración celular

Cuando tiene hambre, ¿cómo se siente? Si es como la mayoría de las personas, se puede sentir cansado, un poco mareado y, sobre todo, débil. La debilidad es una sensación provocada por la falta de energía. Se siente débil cuando tiene hambre porque la comida sirve como fuente de energía. La debilidad es la manera que tiene su cuerpo de decirle que sus suministros de energía están bajos.

El alimento proporciona a los seres vivos los elementos químicos básicos que necesitan para crecer y reproducirse.

Si hay oxígeno (aeróbico) disponible, los organismos pueden obtener energía de los alimentos por medio del proceso de respiración celular.

La reacción general para la respiración celular se demuestra de la siguiente forma:

Con palabras:
Oxígeno	+	Azúcares	→	Dióxido de carbono	+	Agua	+	Energía
Con símbolos:
6 O2	+	C2H12O6	→	6CO2	+	6H2O	+	Energía

La respiración celular captura la energía de los alimentos en tres etapas principales: La glicólisis o glucólisis, el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones. Las células pueden usar casi cualquier molécula de alimento para obtener energía, en este caso nos concentraremos en este ejemplo: la glucosa de azúcar simple.

El primer conjunto de reacciones en la respiración celular se conoce como glucólisis que transforma la glucosa y se libera energía. Esto sucede en el citoplasma 2 ATP.

En presencia de oxígeno, el producto formado pasa al ciclo de Krebs que se descompone en dióxido de carbono en una serie de reacciones de extracción de energía. Sucede en la mitocondria 2 ATP.

La cadena de electrones usa los electrones producidos en la etapa anterior para convertir APD en ATP, con la presencia del oxígeno y produce agua. Sucede en la mitocondria 32 ATP.

La descomposición completa de la glucosa por la respiración celular en la producción de 36 moléculas de ATP.

La respiración celular seguirá sucediendo una y otra vez, a menos que la célula se quede sin oxígeno, en lugar realizará la fermentación para obtener la energía que necesita para mover las enzimas y otras sustancias y mantenerse saludable.

Fermentación

Cuando el oxígeno no está presente, la glicólisis es seguida por una vía que hace posible que continúe produciendo 2 ATP sin oxígeno. La fermentación libera energía de las moléculas de alimento. Es un proceso anaeróbico que ocurre en el citoplasma de la célula. Existen dos formas de fermentación, produciendo varios alimentos.

Fermentación del ácido láctico

Fermentación alcohólica

• Analice las figuras de la respiración celular y la fermentación. Identifique, en parejas, las características de cada una y anote las conclusiones en su cuaderno.

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• Compare y contraste. ¿Por qué la respiración celular y la fotosíntesis se consideran reacciones opuestas?

Cierre

Actividades de aplicación

1. Complete el cuadro de la fotosíntesis

Escriba la ecuación química de la fotosíntesis
La fotosíntesis es un proceso que crea ____1____ y ____2____ a partir de ____3____, ____4____ y ____5____. El ____6____ proviene desde el suelo y es absorbida desde ahí por las ____7____. La ____8____ es el sitio donde la planta realiza la fotosíntesis. Los ____9____ encontrados en el envés de la hoja, permiten la absorción de ____10____ y la liberación de ____11____. En las células de la hoja se encuentran unos organelos llamados ____12____. Este es el sitio donde ocurre la ____13____.	1
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2. Complete la tabla comparativa de la respiración celular y la fermentación. Comente las diferencias.

Característica	Respiración celular Aeróbica	Fermentación Anaeróbica
Requiere de oxígeno
Productos que incorpora
Productos que desecha
Número de ATP producidos

3. Reúnase en parejas y lean el texto.

• Comenten y escriban un párrafo sobre la siguiente lectura de la respiración anaeróbica.

La respiración celular anaerobia

Produce sustancias que las células tienen que eliminar, como el ácido láctico, que permanece en los músculos produciendo dolor después de realizar algún esfuerzo físico. El levantamiento de pesas, por ejemplo, produce gran cantidad de ácido láctico. En general, todos los deportes que implican resistencia, como el maratón o una caminata de varias horas, requieren realizar la respiración celular anaerobia, para complementar la energía proporcionada por la respiración aerobia.

• La razón por la que los músculos inician la respiración celular anaerobia.
• La necesidad de alimentarse bien para realizar en forma eficiente un ejercicio físico.

4. Identifique las actividades en las que los músculos utilizan la respiración celular anaerobia además de la aerobia. Argumente por qué.

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  Maratón

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  Lectura

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  Ciclismo

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  Educación física

Término utilizado, a menudo, como un saber hacer. Se suele aceptar que, por orden creciente, en primer lugar estaría la habilidad, en segundo lugar la capacidad, y la competencia se situaría a un nivel superior e integrador. Capacidad es, en principio, la aptitud para hacer algo. Todo un conjunto de verbos en infinitivo expresan capacidades (analizar, comparar, clasificar, etc.), que se manifiestan a través de determinados contenidos (analizar algo, comparar cosas, clasificar objetos, etc.). Por eso son, en gran medida, transversales, susceptibles de ser empleadas con distintos contenidos. Una competencia moviliza diferentes capacidades y diferentes contenidos en una situación. La competencia es una capacidad compleja, distinta de un saber rutinario o de mera aplicación.